对话前沿 | 迈瑞产科AI:创新的背后,如何让AI成为医生的习惯?(中)

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作者：微信文章


在《迈瑞产科AI：创新的背后，如何让AI成为医生的习惯？（上）》中，林穆清博士聚焦当前妇产超声的需求，揭晓了迈瑞产科AI系列功能诞生的初心。本期访谈，我们继续深挖迈瑞产科AI功能是如何在临床、科研中应用的。



2018年，迈瑞率先在超声行业提出“全栈全景”智能化技术路线，并以此为指引实现了超过十个全栈式解决方案，涵盖妇产、全身、心血管、POC等临床应用领域。其中，产科AI功能遵循ISUOG实践指南、中华医学会超声医学分会超声产前筛查指南、中国医师协会超声医师分会产科超声规范化培训考核标准中国专家共识等权威文献，以图像质量作为AI赋能的基石，兼顾流程交互设计，减少操作、学习成本，让AI无感赋能。

迈瑞医学影像： 超声产筛涉及大量标准切面的扫查与测量，Smart OB Vue是如何用AI替代人工对标准切面和解剖结构进行识别的？
林穆清：Smart OB Vue的赋能并非为了替代超声医生，而是让他们专注于打图和诊断这两个超声检查中的核心环节，尽可能减少其他技术含量相对较低却重复性高的环节。这个功能通过对标准切面以及相关解剖结构的自动识别与抓取，可显著减少手动调节时间，同时基于自动识别结果，还可提示医生扫查的进度，减少切面漏存的可能性。
在这个功能的设计上我们聚焦医生“无感操作”的体验，尽量不增加按钮以及操作步骤，无论是在扫查中的标准切面自动抓取，还是图像冻结后利用双击操作实现自动测量与自动注释，都是围绕着这一体验进行开发设计。
同时，我们也尽可能多的收录国际、国内的权威的指南、共识和文献，涵盖更多的切面，以满足医院的个性化需求，来保障医生在临床使用中的体验感。
迈瑞医学影像： 传统胎儿脊柱检查存在耗时长、操作复杂等问题，AI脊柱切面识别功能如何简化流程？
林穆清： 胎儿脊柱检查的需求来源于ISUOG的指南，通过胎儿脊柱的检查来关注胎儿神经系统的发育。在传统二维超声中，胎儿脊柱检查只能看到其中一个二维局部断面，无法直接呈现完整的三维形态，且由于胎儿脊柱形态的多样性和复杂性，二维超声扫查对医生打图手法和诊断经验要求较高，因此临床推广效果较差。而传统三维超声受限于采集后的操作繁琐、裁剪精度不足以及胎儿体位不受控等问题，导致其在临床使用中并未普及（尽管ISUOG指南有要求临床开展胎儿脊柱三维超声检查）。综上导致传统胎儿脊柱检查是产科超声检查中的一个薄弱环节。
而AI脊柱切面识别功能（Smart Planes -  Spine）通过自研的深度学习网络识别三维空间内不同尺度的脊柱相关结构，实现比传统人工调节质量更高、信息更完备的三维脊柱冠状面显示，让医生检查更轻松、也更有信心。具体的，医生仅需要利用二维超声扫查到脊柱附近的切面，超声设备便会通过AI来自动完成相关的扫描与分析处理（5～10秒），从而获得以前10～20分钟都不一定能获取到的图像诊断信息。
Smart Planes Spine也是我们“全栈全景”概念中非常具有代表性的一个例子，借由Smart Scene的配合，实现在胎儿脊柱检查中的全自动化扫描。用户只需要遵循自身习惯的二维超声的检查手法，在检查过程中打到对应的矢状切面，AI就能够去牵引相关的成像到分析的流程，不需要再进行过多的额外操作。
迈瑞医学影像： 颅脑容积测量对胎儿发育评估至关重要，但传统方法依赖手动操作，测量难度高。升级后的Smart ICV+功能自动测量结果与手动VOCAL测量的一致性如何？在临床应用中能为医生和带来哪些实质性的益处？
林穆清： 目前，胎儿颅内容积测量的临床金标准是MRI，所以我们在做准确性评估的时候更多是比对MRI的结果，一致性在96%~98%左右。在超声检查中，传统基于人工操作的VOCAL法费时费力（10分钟～40分钟），除了个别科研用途，很难在日常的胎儿颅脑超声检查中普及。此外，VOCAL法受手动描迹的切面数量影响很大，我们发现当手动描迹切面数目超过30个的时候，其结果会显著比只用6个切面更接近Smart ICV+的结果——这也侧面说明Smart ICV+能够在日常临床检查中为医生提供比人工测量更精准的数值，而Smart ICV+本身从扫描到分析，整个过程只需要不到10秒。
Smart ICV+的出现能够让医生在这项检查中获取更多信息，把以前一些不可能的指标变成可能。一方面赋能临床，让更多问题能够被及早发现；另一方面也赋能科研，提供更多的数据指标参考。
迈瑞医学影像： 早孕期畸形筛查存在胎儿结构小、切面获取难等挑战，Smart Planes OB1如何从单次三维数据中一键提取关键解剖结构？这对早孕筛查的普及有何推动作用？
林穆清： 超声结构性筛查从中晚孕期逐步向早孕期迁移是当下产科超声的重要发展趋势，但这里面最直接的困难就是目标扫查对象（胎儿）在体积上会小很多。对于这样一个体积小且无规律性运动的目标，要完成相关的标准切面扫查，对医生的手法、超声设备的图像性能要求都很高，临床开展难度也非常大。
Smart Planes - OB1针对的并非所有早孕切面，其解决的是诸如四肢等困难切面以及NT、头臀径这种最常用的标准切面。基于自动采集的容积数据，利用一系列的AI算法从三维图像中把早孕胚胎的多个关键解剖结构自动识别出来，从而实现相关的切面自动显示以及指标自动测量。这样一方面能有效解决由于胎儿体位以及医生手法偏差带来的人工测量准确性与一致性问题。另一方面，依托于Nuewa A20这个强大的成像平台，来实现高质量三维成像，从而保证从容积数据中自动提取的切面图像质量能够符合诊断需求。



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