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(三)孟超肝病外腦

應(yīng)用單位:福建醫(yī)科大學(xué)孟超肝膽醫(yī)院
涉及科室:肝膽胰腔鏡外科、消化內(nèi)科
疾病種類:原發(fā)性肝癌
案例簡(jiǎn)介:“孟超肝病外腦”目前已經(jīng)在福建醫(yī)科大學(xué)孟超肝膽醫(yī)院落地試運(yùn)行。本產(chǎn)品屬于定制化項(xiàng)目,應(yīng)用科室涉及普外科、消化內(nèi)科、肝膽外科,疾病種類包括原發(fā)性肝癌,涉及機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等相關(guān)人工智能技術(shù)。孟超肝病外腦是基于全國(guó)肝病和肝癌大數(shù)據(jù)平臺(tái)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)能力,通過充分調(diào)研臨床醫(yī)生、基層醫(yī)院和患者的需求,聯(lián)合多方技術(shù)力量共同研發(fā)形成的人工智能應(yīng)用,可為臨床醫(yī)生及基層醫(yī)生提供診斷輔助、智能分期、治療方案推薦、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)等規(guī)范化的專家級(jí)輔助診療服務(wù)。
1.案例背景
肝病在我國(guó)是一個(gè)嚴(yán)重的公共衛(wèi)生問題。據(jù)估計(jì),全國(guó)各類肝病患者約4億人,其中慢性乙型肝炎病毒(HBV)感染者約8 600萬(wàn)例,占23.5%;慢性丙型肝炎病毒(HCV)感染者約1 000萬(wàn)例,占2.5%;酒精性肝病約6 000萬(wàn)例,占15.0%;非酒精性脂肪性肝病約2億例,占50.0%,其他肝病約3 700萬(wàn)例,占3.9%。其中,原發(fā)性肝癌是我國(guó)常見的惡性腫瘤,嚴(yán)重威脅人們的生命和健康,每年全球新發(fā)病例一半在中國(guó),我國(guó)肝病形勢(shì)的嚴(yán)峻可見一斑。與這些患者接觸最廣泛的是基層醫(yī)院,基層醫(yī)生需要面對(duì)各種各樣的疾病,其肝病和肝癌的診療水平有所局限,無(wú)法為肝病患者提供精準(zhǔn)的診療服務(wù)。
福建是肝病和肝癌的高發(fā)區(qū),2017年福建醫(yī)科大學(xué)孟超肝膽醫(yī)院發(fā)起成立全國(guó)肝病和肝癌大數(shù)據(jù)聯(lián)盟,目標(biāo)是將全國(guó)肝病和肝癌大數(shù)據(jù)匯集到福建,共建共享國(guó)內(nèi)頂尖的肝病和肝癌數(shù)據(jù),已與海軍軍醫(yī)大學(xué)第三附屬醫(yī)院東方肝膽外科醫(yī)院、華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬同濟(jì)醫(yī)院等國(guó)內(nèi)主要的十家肝病和肝癌醫(yī)學(xué)中心達(dá)成合作共識(shí)。福建醫(yī)科大學(xué)孟超肝膽醫(yī)院作為聯(lián)盟的執(zhí)行單位,積極推進(jìn)全國(guó)肝病和肝癌大數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè),最終建成全球規(guī)模最大的“肝病和肝癌大數(shù)據(jù)平臺(tái)”,為大數(shù)據(jù)人工智能的研發(fā)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
醫(yī)院基于肝病和肝癌大數(shù)據(jù)平臺(tái),以建在醫(yī)院“需求端”的開發(fā)模式為特色,在省內(nèi)首創(chuàng)醫(yī)院內(nèi)部設(shè)置獨(dú)立研發(fā)機(jī)構(gòu)——東南肝膽健康大數(shù)據(jù)研究所,匯聚產(chǎn)學(xué)研多學(xué)科團(tuán)隊(duì),充分調(diào)研臨床醫(yī)生、基層醫(yī)院和患者需求,形成AI應(yīng)用——孟超肝病外腦,提供肝癌的診斷輔助、智能分期、治療方案推薦、術(shù)后復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)、術(shù)前MVI風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)、患者單次手術(shù)治療費(fèi)用預(yù)測(cè)等功能,可以起到規(guī)范化基層醫(yī)生診療行為的作用,提升其肝癌診療水平。
2.案例亮點(diǎn)
(1)樹立數(shù)據(jù)集標(biāo)準(zhǔn),形成“金標(biāo)準(zhǔn)”:
在肝病和肝癌大數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)過程中,各醫(yī)療單位由于疾病分類編碼、操作編碼和醫(yī)學(xué)名詞術(shù)語(yǔ)尚未統(tǒng)一,同時(shí)信息化水平不同、病種不同、應(yīng)用目標(biāo)不同,導(dǎo)致數(shù)據(jù)無(wú)法融合。沒有標(biāo)準(zhǔn)的大數(shù)據(jù)等于沒有大數(shù)據(jù),是健康醫(yī)療大數(shù)據(jù)面臨的嚴(yán)峻現(xiàn)狀。為此,醫(yī)院牽頭編制國(guó)內(nèi)首個(gè)“原發(fā)性肝癌臨床標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)集”專家共識(shí)草案,可解決該領(lǐng)域普遍存在的數(shù)據(jù)不標(biāo)準(zhǔn)、不規(guī)范、融合困難等問題,2019年4月該數(shù)據(jù)集成功立項(xiàng)福建省地方標(biāo)準(zhǔn)。
(2)搭建大數(shù)據(jù)平臺(tái)形成“金數(shù)據(jù)”:
循證醫(yī)學(xué)非常注重證據(jù)鏈,目前在數(shù)據(jù)治理過程中對(duì)數(shù)據(jù)的“證據(jù)性”關(guān)注不足,數(shù)據(jù)處理過程不透明、不規(guī)范,導(dǎo)致數(shù)據(jù)質(zhì)量及可信度容易受到質(zhì)疑。為此,醫(yī)院通過對(duì)標(biāo)美國(guó)國(guó)家癌癥數(shù)據(jù)庫(kù)(NCDB)等國(guó)際權(quán)威數(shù)據(jù)庫(kù),設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)治理標(biāo)準(zhǔn)化處理流程,匯集來自海軍軍醫(yī)大學(xué)第三附屬醫(yī)院東方肝膽外科醫(yī)院、孟超肝膽醫(yī)院及部分省內(nèi)肝病95家醫(yī)聯(lián)體單位的數(shù)據(jù),形成全球規(guī)模最大的“肝病和肝癌大數(shù)據(jù)平臺(tái)”,其中肝癌病例6.2萬(wàn)例,肝病病例62萬(wàn)例。同時(shí)數(shù)據(jù)還具有可追溯、可核查的特點(diǎn),醫(yī)生可以可視化地查看數(shù)據(jù)產(chǎn)生的過程和處理規(guī)則,確保數(shù)據(jù)的質(zhì)量(圖3-5)。
(3)肝癌診斷輔助:
依據(jù)現(xiàn)有肝病和肝癌診療規(guī)范及指南,通過醫(yī)生和大數(shù)據(jù)工程師的分析,將診斷規(guī)范轉(zhuǎn)化為規(guī)則化診斷路徑,可實(shí)現(xiàn)檢查推薦和AI診斷。孟超肝病外腦系統(tǒng)自動(dòng)抓取后臺(tái)數(shù)據(jù),識(shí)別B超和CT中有異常的患者,進(jìn)入肝癌診斷流程,對(duì)于數(shù)據(jù)全的患者,可以直接顯示“肝癌”診斷,對(duì)于數(shù)據(jù)不全的患者,系統(tǒng)將停留在中間過程,提示醫(yī)生進(jìn)行下一階段的檢查或檢驗(yàn)。
(4)肝癌智能分期:
基于相關(guān)診療規(guī)范及指南,還可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分期,經(jīng)過驗(yàn)證,準(zhǔn)確率超過99%,同時(shí)針對(duì)缺少分期信息的患者,可自動(dòng)提示需要補(bǔ)充的數(shù)據(jù)。孟超肝病外腦系統(tǒng)自動(dòng)抓取后臺(tái)數(shù)據(jù),識(shí)別新診斷為肝癌的患者,進(jìn)入肝癌智能分期流程,對(duì)于數(shù)據(jù)全的患者,可以直接顯示分期結(jié)果,對(duì)于數(shù)據(jù)不全的患者,系統(tǒng)將停留在中間過程,提示醫(yī)生進(jìn)行補(bǔ)充。
圖3-5 案例亮點(diǎn)
(5)肝癌治療方案推薦:
總結(jié)治療規(guī)范與醫(yī)生專家的經(jīng)驗(yàn),實(shí)現(xiàn)規(guī)則化治療知識(shí)庫(kù),可實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的治療方案推薦,同時(shí)針對(duì)治療方案選擇中需要注意的關(guān)鍵信息,提示醫(yī)生進(jìn)行關(guān)注。治療方案中需要醫(yī)生補(bǔ)充部分信息,醫(yī)生進(jìn)入治療方案界面后,結(jié)合肝癌三維圖像(調(diào)試)進(jìn)行人機(jī)互動(dòng),輸入患者相關(guān)信息,最終孟超肝病外腦輸出推薦的治療方案(圖3-6)。
圖3-6 案例亮點(diǎn)
(6)肝癌術(shù)后復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)人工智能模型:
基于5 000多例肝癌切除術(shù)的病例,根據(jù)醫(yī)學(xué)規(guī)范、指南、相關(guān)學(xué)術(shù)論文,并結(jié)合臨床醫(yī)生經(jīng)驗(yàn),挑選關(guān)鍵臨床指標(biāo),使用目前國(guó)際先進(jìn)的XGBoost算法進(jìn)行訓(xùn)練,形成了肝癌術(shù)后早期(1年內(nèi))復(fù)發(fā)預(yù)測(cè)人工智能模型。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,模型的準(zhǔn)確率及陽(yáng)性預(yù)測(cè)值均超過80%。
該模型具有入組病歷規(guī)模大、預(yù)測(cè)精度高的特點(diǎn),對(duì)臨床診斷有很好的輔助作用,可以幫助醫(yī)生根據(jù)不同的病情,制定不同的術(shù)后治療方案,避免過度治療,實(shí)現(xiàn)更好的精準(zhǔn)醫(yī)療效果。對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果是早期復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)高的患者,醫(yī)生可針對(duì)性地采取抗復(fù)發(fā)的治療手段,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)治療,針對(duì)早期復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)不高的患者,可以采用普通治療措施,盡量避免對(duì)患者身體造成額外傷害,節(jié)約治療費(fèi)用。
3.應(yīng)用成效
孟超肝病外腦主要是面向基層醫(yī)院普外科或者消化內(nèi)科臨床醫(yī)生,已開放面向全國(guó)肝病和肝癌大數(shù)據(jù)聯(lián)盟單位及省內(nèi)肝病醫(yī)聯(lián)體95家單位進(jìn)行試點(diǎn)部署和應(yīng)用,目前主要有海軍軍醫(yī)大學(xué)第三附屬醫(yī)院東方肝膽外科醫(yī)院、福建醫(yī)科大學(xué)孟超肝膽醫(yī)院、閩清縣醫(yī)院、福清市第二醫(yī)院、武夷山市立醫(yī)院。各試點(diǎn)單位在使用后,均對(duì)肝病外腦的功能表示認(rèn)可,認(rèn)為符合臨床的需求,可以為醫(yī)生提供一定的輔助決策功能。
在福建醫(yī)科大學(xué)孟超肝膽醫(yī)院試用期間,已有超過20名的醫(yī)生使用了孟超肝病外腦,為超過500名的患者進(jìn)行輔助診療服務(wù),診斷輔助、智能分期都加快了醫(yī)生的判斷速度,節(jié)省了醫(yī)生的時(shí)間;治療方案推薦功能為醫(yī)生制定治療方案提供了以往相似患者作為參考,規(guī)范了醫(yī)生的行為;術(shù)后復(fù)發(fā)預(yù)測(cè)、術(shù)前MVI預(yù)測(cè)等模型,通過以往相似患者的大數(shù)據(jù)分析,提醒醫(yī)生治療時(shí)需要關(guān)注的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn),提高了醫(yī)生的診療水平。
4.專家點(diǎn)評(píng)
海軍軍醫(yī)大學(xué)第三附屬醫(yī)院東方肝膽外科醫(yī)院肝外三科副主任醫(yī)師楊遠(yuǎn)表示:“孟超肝病外腦的輔助診療和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)功能,都是從臨床醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)和需求出發(fā),很符合醫(yī)生的診療流程,對(duì)年輕醫(yī)生或者基層醫(yī)生確實(shí)有輔助功能,可以幫忙他們快速提升基礎(chǔ)診療能力。”
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