這個(gè)真實(shí)的案例,也許會(huì)給很多人帶去欣慰。2022年吉林大學(xué)第一醫(yī)院的一位腦卒中患者,從入院到手術(shù)完成只用了75分鐘,三周后完全康復(fù),回歸正常生活。
腦卒中,也就是我們常說(shuō)的“中風(fēng)”。正如其英文名Stroke,這種重大腦疾病會(huì)給人帶來(lái)突如其來(lái)的重?fù)簦颊叩娜松加锌赡芡[。
腦卒中可怕嗎?目前,腦卒中已經(jīng)是我國(guó)第一大致死性疾病,每5個(gè)因病死亡的人中就有1人是腦卒中。而且致殘率高,大約50-70%腦卒中患者遺留有不同程度的殘疾,如偏癱、語(yǔ)言障礙、癡呆等,嚴(yán)重者長(zhǎng)期臥床、生活不能自理。很多人的長(zhǎng)輩親屬中就有罹患腦卒中的經(jīng)歷,腦卒中可能會(huì)將一個(gè)正常的家庭拖入深淵。
但是,如果及時(shí)救治,輔以有效的后期康復(fù)治療,腦卒中是可以被治愈的。
同樣的疾病,為什么命運(yùn)如此不同?是什么決定了人們擁有不同的生命長(zhǎng)度和生命質(zhì)量?這可能來(lái)自人類(lèi)探索大腦奧秘的一小步。
探索沉睡百萬(wàn)年的“黑匣子”
大腦是人體中最精密最復(fù)雜的器官,然而人類(lèi)關(guān)于大腦的認(rèn)知卻是最少和最晚的。
人類(lèi)可追溯的歷史大約有300萬(wàn)年。在人類(lèi)文明漫長(zhǎng)的歲月中,大腦就像一個(gè)“黑匣子”,不但其工作機(jī)制的奧秘遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有揭開(kāi),對(duì)相關(guān)疾病也束手無(wú)策。
在希臘哲學(xué)家之前,心臟被廣泛認(rèn)為是智力所在。直到希臘解剖學(xué)家赫羅菲拉斯對(duì)人體進(jìn)行了全面的解剖,才意識(shí)到大腦是神經(jīng)系統(tǒng)的中樞,F(xiàn)代腦科學(xué)第一個(gè)革命性的發(fā)現(xiàn)誕生時(shí),歷史的車(chē)輪已經(jīng)行進(jìn)到了20世紀(jì)初。西班牙神經(jīng)解剖學(xué)家圣地亞哥·拉蒙·卡哈爾提出的神經(jīng)元學(xué)說(shuō),讓腦科學(xué)研究開(kāi)始進(jìn)入了快車(chē)道。
然而,即使在21世紀(jì)的今天,人類(lèi)對(duì)大腦的認(rèn)知仍然是零珠碎玉。這也是為什么包括中國(guó)在內(nèi)的主流國(guó)家都啟動(dòng)了各國(guó)的腦科學(xué)計(jì)劃。目前,探索人腦工作原理、繪制腦功能聯(lián)結(jié)圖譜、尋找腦重大疾病診治的新手段,仍然是全世界前沿科學(xué)家的重任。
可想而知,當(dāng)大腦這一“黑匣子”出現(xiàn)疾病,人們只能處在無(wú)助的恐懼中。在頭顱CT應(yīng)用之前的醫(yī)學(xué)時(shí)代,無(wú)論東方還是西方,中醫(yī)還是西醫(yī),由于根本沒(méi)法弄清腦袋里哪里出了問(wèn)題,甚至都不清楚是血管堵還是血管破,只能對(duì)腦卒中束手無(wú)策。即使是帝王名流都無(wú)法幸免。
某種程度上,腦卒中還影響到國(guó)家興衰。史書(shū)記載,頗具改革魄力的宋神宗(趙頊)三十七歲即發(fā)中風(fēng),“失音直視,不能言,首肯之”,雖遍訪名醫(yī)救治,仍然“疾勢(shì)日增”,不久后駕崩。歷經(jīng)十?dāng)?shù)載的王安石變法因宋神宗的英年早逝而終結(jié),此后北宋王朝的命運(yùn)更加風(fēng)雨飄搖。
人類(lèi)對(duì)大腦認(rèn)知的突破在近百年內(nèi)才開(kāi)始出現(xiàn)。在20世紀(jì)初,造影劑等相關(guān)技術(shù)的出現(xiàn)加速了顱內(nèi)結(jié)構(gòu)的可視化發(fā)展。1927年,埃加斯·莫尼茲發(fā)明了腦血管造影術(shù),大腦內(nèi)的神經(jīng)成像首次被世人窺得了廬山真面目,人類(lèi)第一次看到了大腦動(dòng)脈的活體射線照片。1971年,英國(guó)電子工程師亨斯菲爾德,完成了人類(lèi)大腦的首次CT掃描。
現(xiàn)代影像醫(yī)學(xué)的崛起,讓腦卒中從不可知到可知,從不可治變成可治,從慢性病變成超急診。
沒(méi)錯(cuò),腦卒中是超急診。
醫(yī)生和病人最大的敵人只有一個(gè)——時(shí)間。救治每延誤一分鐘,就會(huì)有190萬(wàn)個(gè)腦細(xì)胞和14億神經(jīng)突觸發(fā)生不可逆損傷。
然而現(xiàn)實(shí)中,各地醫(yī)療水平相差甚大,相當(dāng)一部分醫(yī)院,腦卒中患者從進(jìn)入急診科到神經(jīng)內(nèi)科醫(yī)生做出急救決策這一過(guò)程就長(zhǎng)達(dá)數(shù)小時(shí),還不包括送往醫(yī)院的時(shí)間,往往錯(cuò)過(guò)黃金救治時(shí)間。醫(yī)學(xué)界有一個(gè)專(zhuān)有名詞DPT(door to puncture time),就是指從進(jìn)入醫(yī)院大門(mén)到血管穿刺成功所用的時(shí)間,它是衡量醫(yī)療機(jī)構(gòu)缺血性卒中治療水平的重要標(biāo)尺。
為什么DPT需要花費(fèi)這么長(zhǎng)時(shí)間?
醫(yī)學(xué)上,腦卒中分為缺血性腦卒中和出血性腦卒中,其中缺血性腦卒中大約占所有腦卒中的70%左右。以缺血性卒中為例,根據(jù)不同病癥的不同情況,治療方法包括溶栓治療、取栓治療等,其治療原理都是把閉塞的腦動(dòng)脈再次開(kāi)通。但無(wú)論哪種治療方案都需要與時(shí)間賽跑。
比如,靜脈溶栓是急性缺血性腦卒中治療的有效手段,救治的黃金時(shí)間為發(fā)病4.5小時(shí)內(nèi),之前需要CT檢查信息;發(fā)病4.5h-6h的患者可以通過(guò)機(jī)械取栓獲得救治,之前需要CTA(CT angiography,CT血管造影)檢查信息;發(fā)病6h-24h的超窗取栓治療患者,機(jī)械取栓前需要CTA+CTP(CT perfusion,CT灌注成像)的檢查信息。
無(wú)論選擇哪種治療方案,最重要的醫(yī)學(xué)依據(jù)是通過(guò)影像快速判斷病情,即在各類(lèi)CT影像檢查結(jié)果出來(lái)之后,對(duì)它們快速進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估。
由于腦卒中的臨床表現(xiàn)多樣、病因復(fù)雜,患者做完影像以后,往往需要十年以上資質(zhì)的影像學(xué)醫(yī)生才能對(duì)影像做出準(zhǔn)確的評(píng)價(jià),而且耗時(shí)很長(zhǎng),一般評(píng)估過(guò)程需要30-60分鐘。
醫(yī)生需要在很短的時(shí)間內(nèi),做大量的專(zhuān)業(yè)判斷,包括對(duì)腦實(shí)質(zhì)改變、顱內(nèi)、外供血?jiǎng)用}的改變、腦實(shí)質(zhì)內(nèi)毛細(xì)血管水平的血流動(dòng)力學(xué)改變、病因及發(fā)病機(jī)制分型等一一做出診斷。
過(guò)去,對(duì)于影像學(xué)醫(yī)生,這是一場(chǎng)殘酷的戰(zhàn)爭(zhēng)。他們孤立無(wú)援,只能靠自身多年積累的診療經(jīng)驗(yàn),在極大的壓力下與時(shí)間賽跑。但是,當(dāng)一位出色的助手進(jìn)入診療環(huán)節(jié)后,變化產(chǎn)生了,TA就是人工智能醫(yī)療影像輔助系統(tǒng)。
人工智能醫(yī)療影像輔助系統(tǒng)顯示,腦CT影像中,綠色代表可搶救區(qū)域,紅色代表梗死區(qū)。當(dāng)綠色區(qū)域完全被紅色的梗死區(qū)侵蝕殆盡時(shí),就代表著患者腦組織死亡。腦卒中的救治過(guò)程,就是一場(chǎng)綠區(qū)保衛(wèi)戰(zhàn)。
在這場(chǎng)綠區(qū)保衛(wèi)戰(zhàn)中,人工智能是如何幫助醫(yī)生增加贏率的呢?
吉林大學(xué)第一醫(yī)院,設(shè)有國(guó)家示范高級(jí)卒中中心,其卒中救治水平在全國(guó)名列前茅,視頻中的案例就發(fā)生在這里。在耗時(shí)的影像評(píng)估決策環(huán)節(jié),吉林大學(xué)第一醫(yī)院應(yīng)用了人工智能醫(yī)學(xué)影像輔助診斷系統(tǒng),3分鐘內(nèi)完成診斷,極大縮短了影像學(xué)評(píng)估的時(shí)間。通過(guò)發(fā)掘深層次影像信息,AI可以幫助醫(yī)生完成對(duì)缺血性腦卒中多模態(tài)影像的智能分割、病灶檢測(cè)、圖像分析、評(píng)估預(yù)后等工作。
這套AI系統(tǒng)是如何煉成的?在數(shù)據(jù)、算法、算力三要素的背后,你會(huì)發(fā)現(xiàn)頂尖醫(yī)院、知名醫(yī)療AI企業(yè)與領(lǐng)先科技企業(yè)的身影。
首先,數(shù)據(jù)方面,高質(zhì)量數(shù)據(jù)決定醫(yī)療AI高度。在腦卒中治療領(lǐng)域,首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京天壇醫(yī)院在國(guó)內(nèi)處在領(lǐng)先地位。據(jù)了解,我國(guó)腦卒中再灌注治療復(fù)發(fā)率為25%,國(guó)際腦卒中治療后復(fù)發(fā)率為7%,天壇醫(yī)院腦卒中再灌注治療復(fù)發(fā)率為2%。這套人工智能醫(yī)學(xué)影像輔助診斷系統(tǒng),就是領(lǐng)先的醫(yī)療AI公司安德醫(yī)智基于天壇醫(yī)院的上萬(wàn)例臨床影像數(shù)據(jù)訓(xùn)練而來(lái)。
其次,算法方面,自動(dòng)化和標(biāo)準(zhǔn)化的人工智能影像算法在結(jié)合高維異構(gòu)數(shù)據(jù)復(fù)雜建模方面有顯著優(yōu)勢(shì),安德醫(yī)智在全球率先實(shí)現(xiàn)神經(jīng)系統(tǒng)疾病CT/MRI影像人工智能輔助診斷,包括腦腫瘤、小血管病變、腦卒中在內(nèi)的60余種疾病。目前,這套人工智能醫(yī)學(xué)影像輔助診斷系統(tǒng)可以將對(duì)卒中影像的評(píng)估時(shí)間縮短到3分鐘。
第三,算力方面,CT/MRI影像數(shù)據(jù)量大,單個(gè)病例就可以達(dá)到GB級(jí),對(duì)算力的挑戰(zhàn)很大。在模型開(kāi)發(fā)過(guò)程中,浪潮AI服務(wù)器解決了模型復(fù)雜度高、計(jì)算量大、單次耗時(shí)長(zhǎng)等難點(diǎn)。浪潮AI資源管理平臺(tái)AI Station,則顯著提升了資源使用率與訓(xùn)練效率,可以支持近80位工程師同時(shí)使用計(jì)算平臺(tái)。最終,在浪潮算力基礎(chǔ)設(shè)施的幫助下,實(shí)現(xiàn)了主要模型訓(xùn)練速度提升10倍以上,訓(xùn)練時(shí)間由2周多降為2天。
根據(jù)《中國(guó)腦血管病臨床管理指南》的數(shù)據(jù),我國(guó)是卒中大國(guó),每年新發(fā)卒中病人約300萬(wàn)。因此,我國(guó)卒中診治負(fù)擔(dān)很重,尤其是基層醫(yī)院,卒中專(zhuān)業(yè)醫(yī)師短缺。
人工智能醫(yī)學(xué)影像輔助診斷系統(tǒng)的應(yīng)用,相當(dāng)于優(yōu)質(zhì)稀缺的專(zhuān)家資源以人工智能產(chǎn)品的形式走進(jìn)基層醫(yī)院。
吉林大學(xué)第一醫(yī)院放射線科主任、中華醫(yī)學(xué)會(huì)放射學(xué)分會(huì)副主任委員張惠茅表示,人工智能在卒中臨床診療的價(jià)值,不僅是快速進(jìn)行醫(yī)學(xué)影像評(píng)估,幫助醫(yī)生快速準(zhǔn)確做出治療方案的決策。對(duì)于提升診斷標(biāo)準(zhǔn)化,降低漏診率和誤診率,整體優(yōu)化診療流程,推動(dòng)醫(yī)療均質(zhì)化等方面,人工智能都有極大推動(dòng)作用。
在科學(xué)革命之前,人們只能相信,人類(lèi)生病是因?yàn)榇蜷_(kāi)了潘多拉魔盒。即使到現(xiàn)代社會(huì),醫(yī)生的職責(zé)和醫(yī)療的價(jià)值,仍然是被謹(jǐn)慎評(píng)價(jià)的。正如特魯多醫(yī)生的墓志銘所說(shuō),“有時(shí)治愈,經(jīng)常緩解,總是安慰。”
不過(guò),在醫(yī)療水平發(fā)展過(guò)程中,最大的變量就是科技。腦卒中從不治之癥,到超急診的變化,再次驗(yàn)證了在人類(lèi)探究疾病的遠(yuǎn)征中,人工智能正在讓“治愈”的范圍不斷擴(kuò)大。
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本文為「智能進(jìn)化論」原創(chuàng)作品。