加载中........
×

2018 GW-ICC 葛均波专题︱人工智能在心血管领域的应用展望

2018/10/18 作者:MedSci   来源:MedSci原创 我要评论0
Tags: 葛均波  GW-ICC  
分享到:

今年长城会上,葛均波院士就人工智能在血管领域的应用与展望做了报道,为我们细数盘点了近两年人工智能的在医疗方面尤其是血管领域的突破。

人工智能(Artificial Intelligence, AI)是指研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学,包括可穿戴设备、自动驾驶、人脸识别、机器人等等。

首先,医学为什么需要人工智能?因为医学的复杂性远超当前人脑思考分析能力,而目前利用人工智能做一个标准化的诊断,是我们今天想要涉及的问题。

目前人工智能的应用为医学带来的挑战,主要是应用在影像学,代替人去分析,比如说在心血管、心电图或者超声最有应用。在未来,人工智能会发展更加迅猛,不光是在影像学简单的诊断,更重要的是帮我们思考,进行深度的学习。

那么,人工智能能在心血管领域做些什么?

首先,可以做自然语言处理系统(整合疾病知识库)。在患者端,人工智能初步可以应用于远程随访、用药提醒、实时疾病咨询及症状早期预警;而在医生端,人工智能可以帮助医生采集病史等语音信息、与电子病历系统连接、生成结构化数据并自动填写、减少医疗人员工作量。

2017年,斯坦福大学团队通过对心电图AI算法的研究分析了近3万个病人、6万多份心电图,通过训练计算机去让它自己去学习、 识别一系列不同的心电图。




通过训练,它可以识别不同的心律,例如

房颤(AFIB)

心房扑动(AFL)

二度房室 传导阻滞2型(AVB_TYPE2)

且识别能力胜于三位心脏科医生组成的专家团。

如果人工智能通过深度学习,很有可能在很大程度上代替人。在智能影像分析方面,人工智能对肿瘤的研读已经超过了专家对肿瘤的研读。

Butterfly iQ的超声波设备可以与智能手机连接,可以得到非常好的数据且有自动分析的能力。

Butterfly iQ -- 连接智能手机的袖珍超声波设备

图片来源于网络

同时,AI还可以应用在超声心动图的判断。它可以自动测量各腔室及左心室功能,自动评估瓣膜等结构性疾病,还可以辅助判断疾病分型和分期。


Automated tracing of the left ventricle endocardial border with 3D analysis

Gandhi S, Mosleh W, Shen J, Chow CM. Echocardiography (Mount Kisco, NY) 2018;35:1402-18

而现在介入心脏病学是近几年心血管的主流治疗手段,对于冠状动脉造影、斑块性质的识别,AI可以非常准确的识别冠状动脉粥样斑块。它的识别比人眼准确,而且没有主观因素。

CTA检测冠状动脉粥样斑块



Maurovich-Horvat P, Schlett CL, et al. JACC Cardiovasc Imaging. 2012;5:1243-1252

得到CTA图像后,通过深层神经网络图像一段一段的分割及剖析然后得到最终结论。

现在我们做冠脉的介入治疗时,通过冠脉血流储备分数(FFR)来判断病变。同时,AI可用于推测更多血流功能参数,如血管血液流速、震荡剪切指数、血管管壁变形及剪应力,进而告诉我们哪些地方容易得动脉粥样硬化。

2018年徐波教授的计算机团队研究了一套系统,用人工智能来识别冠脉造影狭窄的情况,人工智能通过深度学习自动分割、自动提取管腔中心线,按像素计算管腔狭窄,通过计算参考段血管直径来确定最大管腔狭窄部位,从三维反应血管狭窄的情况。随着输入病人数据量的增加,可以自动识别钙化、识别血栓、识别原始图像血管狭窄的程度,然后可以得到SYNTAX评分

现在人工智能不是帮我们治疗或者拿出治疗方案,而是主要帮助我们进行诊断。AI辅助预测斑块进展,人工智能预测的结果与真实结果相比,达到了平均72.1%的敏感性和80.1%的特异性。

通过AI有一个CONFIRM研究,是国际多中心观察性注册研究,通过所有数据输入、机器深度学习,可以建立一个预测模型,来对病人未来进行风险评估。

基于AI的危险评估优于传统评分和CTA

Motwani M, Dey D, Berman DS, et al. Eur Heart J. 2016;38(7):500-507

从目前的研究结果表明,AI在心血管诊疗领域的应用尚处于起步和探索阶段,它在某一特定领域,例如心电图的分析,可达到“专家”水平,而非全面的智能。

AI在利用大数据预测风险和影响分析方面有广阔的应用前景,它将提高我们对疾病的认知,改变医疗模式,促进科学研究;而且,AI能全程参与心血管疾病诊疗过程,并将替代部分医生的工作,比如依赖视觉判断的影像分析,AI能够做到更快和更准。在未来,人类专家与人工智能辅助的合作诊疗模式将超越目前的模式,让更多患者获益。

葛均波院士与梅斯医学记者

会后,梅斯医学记者对葛均波院士进行了简单的采访。葛院士表示,人工智能现已成为医学领域公认的战略发展方向,推动人工智能医学应用发展是医学和人工智能领域工作者的使命。我们应发挥现有优势,共同改进心血管诊疗模式,通过人工智能提高效率和诊治力。



小提示:78%用户已下载梅斯医学APP,更方便阅读和交流,请扫描二维码直接下载APP

版权声明:本文系梅斯MedSci原创编译整理,未经本网站授权不得转载和使用。如需获取授权,请点击
分享到:

只有APP中用户,且经认证才能发表评论!马上下载

web对话