近日,全球知名知識產(chǎn)權(quán)媒體IPRDaily公布2020全球智慧醫(yī)療-AI醫(yī)學影像輔助診斷發(fā)明專利排行榜(TOP100),商湯科技以536件公開專利申請數(shù)量位居全球第五,領先于西門子醫(yī)療、GE醫(yī)療等國際行業(yè)巨頭,領跑全球AI醫(yī)學影像輔助診斷技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。

以專利為首的知識產(chǎn)權(quán)是保護創(chuàng)新的重要形式,也是連接創(chuàng)新和市場應用的橋梁。商湯科技這些高質(zhì)量、高價值的專利成果,不僅展現(xiàn)了中國完善的知識產(chǎn)權(quán)保護體系和科技創(chuàng)新氛圍,更意味著商湯科技AI醫(yī)學影像領域的原創(chuàng)技術(shù)實力和創(chuàng)新效率已經(jīng)達到全球領先水平。

聚焦臨床需求+原創(chuàng)技術(shù)積淀,實現(xiàn)高效創(chuàng)新成果產(chǎn)出

AI醫(yī)學影像是醫(yī)療行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展最重要的應用場景之一,據(jù)咨詢公司弗若斯特沙利文數(shù)據(jù)顯示,預計到2030年市場規(guī)模將達到923億元。AI醫(yī)學影像輔助診斷的應用,可為醫(yī)院和醫(yī)生帶來“省人、省時、省力、精準”四大價值,從而有效輔助提高醫(yī)生診療能力、診療效率,在助力解決我國醫(yī)療資源不足以及分布不均衡等問題上發(fā)揮積極作用。

商湯科技秉承“立足醫(yī)療大數(shù)據(jù)、服務臨床診療愈”理念,將滿足臨床需求作為推動技術(shù)和產(chǎn)品創(chuàng)新的核心導向,在眾多原創(chuàng)技術(shù)基礎上,自主研發(fā)了SenseCare®智慧診療平臺,形成覆蓋全身多部位、多病種的綜合智慧醫(yī)療解決方案,也在廣泛的臨床實踐中積累了大量多元、豐富的創(chuàng)新專利成果。

同時,基于SenseCore商湯AI大裝置的大數(shù)據(jù)、大模型和超強算力,可以在更短時間內(nèi)構(gòu)建出面向不同臨床需求的算法模型,實現(xiàn)高效的算法迭代優(yōu)化和創(chuàng)新成果產(chǎn)出,并最終以臨床功能模塊的形式靈活擴展至SenseCare®智慧診療平臺,以原創(chuàng)AI技術(shù)為不同部位、不同疾病、不同診療環(huán)節(jié)打造智能解決方案。

例如,在AI+肝臟診療領域,商湯科技SenseCare®Liver CT肝臟CT智能臨床解決方案利用一系列創(chuàng)新技術(shù),解決了利用AI技術(shù)進行肝臟多期項影像輔助診斷面臨的各種困難,實現(xiàn)了從肝臟影像閱片到術(shù)前評估的全流程輔助。

由于肝臟組織影像灰度不均勻性、不同軟組織間灰度的接近性等問題,部分病灶在診斷過程中很容易被忽視。如何在增強CT多期影像上精準檢出類型繁多的病灶是肝臟影像診斷的一大難題。商湯科技提出的基于形態(tài)學和拓撲學先驗信息對深度學習檢測和分割網(wǎng)絡進行優(yōu)化的方法[i],有效提升了微小和非典型病灶的檢出能力,并在多病種和復雜肝背景下保證了極高的泛化性能。

同時,商湯提出創(chuàng)新配準方法[ii],可以兼顧圖像全局和局部、多階段的形變信息,有效應對掃描過程中呼吸運動造成的變形及偽影,從而實現(xiàn)了CT多期影像的自動配準與聯(lián)動閱片,方便醫(yī)生直觀地查看分析病灶情況。不僅如此,商湯還創(chuàng)新性地提出多期相、多任務融合的全自動腹部三維建模[iii][iv],實現(xiàn)全面、精準、高效的一體化腹部器官組織分割、病灶檢出、脈管系統(tǒng)提取和相應的分級分段功能,并在此基礎上生成三維模型。

研發(fā)過程中,該算法有效地克服了血管走形迂曲、成像質(zhì)量參差不齊等難點,排除病灶、支架、膽管擴張等干擾,以高精度的組織分割與和精細至四級的血管提取,幫助醫(yī)生360°動態(tài)交互式查看肝臟結(jié)構(gòu)、脈管走行、腫瘤位置、血供與侵犯狀況等,極大地提升了醫(yī)生進行個體化術(shù)前評估與規(guī)劃的效率與精度。

目前,該產(chǎn)品已落地,并在應對肝癌方面能夠為醫(yī)生提供更加有力支撐。浙江大學醫(yī)學院附屬邵逸夫醫(yī)院放射科主任胡紅杰教授表示,“AI技術(shù)的應用不僅為醫(yī)生減少了機械性工作量,更重要的是能夠?qū)﹃P(guān)鍵指征進行準確提示,降低漏診、誤診的風險,加速醫(yī)生在肝臟疾病上的閱片經(jīng)驗積累。”

SenseCare®Liver CT肝臟CT智能臨床解決方案可以在2分鐘內(nèi)完成全部重建,并提供病灶的模擬外擴功能,輔助醫(yī)生觀察病灶與毗鄰血管、器官的位置關(guān)系。

又例如,在心血管疾病診斷領域,基于CTA影像準確地提取血管三維結(jié)構(gòu)是整個診斷流程的首要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)后處理工作站存在細小血管分支提取精度不足的問題,而且需要較多的人工交互,耗時較長。

為此,商湯科技發(fā)明了一種新的深度強化學習技術(shù)[v],應用到血管樹自動提取,模擬醫(yī)生或技師手動追蹤血管的方式,直接從原始圖像中自動提取血管的三維拓撲結(jié)構(gòu),可以適應不同患者心血管的各種復雜結(jié)構(gòu),并且達到了媲美專業(yè)技師的血管提取準確度和完整性,為冠心病的精準診斷奠定了基礎。

此外,心臟的分割與三維重建也是診斷閱片中的重要一環(huán),針對心臟影像空間分辨率高、標注數(shù)據(jù)難以獲取等問題,商湯科技提出了一種小樣本學習的分割框架[vi],將半監(jiān)督學習和自訓練方法有效結(jié)合,在極少標注數(shù)據(jù)訓練情況下,實現(xiàn)了心臟多腔室的高精度分割,有效幫助醫(yī)生進行如心肌肥厚、心力衰竭等疾病的預測。相關(guān)專利成果均已在SenseCare®Cardiac心臟冠脈智能臨床解決方案中得到應用,并發(fā)表在醫(yī)學圖像分析頂級期刊及會議。

南京醫(yī)科大學附屬常州第二人民醫(yī)院是首批應用SenseCare®Cardiac心臟冠脈智能臨床解決方案的醫(yī)院,該院醫(yī)學影像科、核醫(yī)學科主任潘昌杰教授介紹說,以往單個冠脈病例的診斷從醫(yī)生開始閱片到出具報告通常需要耗費15～20分鐘,而引入該產(chǎn)品之后,從數(shù)據(jù)加載到最后膠片打印完成只需3-5分鐘,閱片效率得到了顯著提升。融入了原創(chuàng)技術(shù)的SenseCare®智慧診療平臺,可以為醫(yī)生提供高性能的智能輔助,有效提升臨床閱片診斷與手術(shù)規(guī)劃的效率。商湯希望以SenseCare®智慧診療平臺為支點,持續(xù)拓展AI在真實臨床場景下的創(chuàng)新應用。

SenseCare®Cardiac心臟冠脈智能臨床解決方案可自動完成冠脈三維重建并檢測斑塊與狹窄,將原本需要15～25分鐘冠脈CTA閱片流程,縮短至1分鐘以內(nèi)。

“堅持原創(chuàng)”是商湯科技自創(chuàng)立以來始終堅持的理念,也是商湯的基因,是商湯科技得以持續(xù)創(chuàng)新、持續(xù)發(fā)展的動力。創(chuàng)新離不開知識產(chǎn)權(quán)的保駕護航。未來,商湯將繼續(xù)夯實原創(chuàng)技術(shù)能力,在探索AI醫(yī)學影像前沿應用方向的同時,也會持續(xù)深化知識產(chǎn)權(quán)體系建設,加快創(chuàng)新步伐,將更多的領先的技術(shù)和應用推向市場,真正為用戶創(chuàng)造價值。

[i] 圖像檢測模型的訓練方法及相關(guān)裝置、設備、存儲介質(zhì)

[ii] 一種多尺度微分同胚的多模態(tài)形變配準算法

[iii] 基于投影約束的、半監(jiān)督、多期象腹部多器官分割方法

[iv] 基于多尺度、全局注意力機制的“由粗至細”交互式血管肝段分割方法

[v] 圖像處理及神經(jīng)網(wǎng)絡訓練方法、裝置、設備和介質(zhì)

[vi] 網(wǎng)絡訓練方法及裝置、圖像分割方法及裝置和電子設備