黃淮網(wǎng)(鄭天雷)  近日，徐州醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院設(shè)備處醫(yī)工結(jié)合AI團(tuán)隊(duì)與溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院聯(lián)合開發(fā)了一款利用人體身體成分值基于深度學(xué)習(xí)技術(shù)的非酒精性脂肪肝炎(NASH)早期智能篩查系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以有效預(yù)測人群NASH患病風(fēng)險(xiǎn)，風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測AUROC達(dá)到了0.801。

前不久，《2022北京醫(yī)工交叉創(chuàng)新十大前沿技術(shù)趨勢》由北京航空航天大學(xué)生物與醫(yī)學(xué)工程的王豫教授代表“醫(yī)工谷”戰(zhàn)略創(chuàng)新研究組發(fā)布。其提出的十大技術(shù)方向貫徹了十四五規(guī)劃“四個(gè)面向”基本方針，領(lǐng)會了《健康中國2030》規(guī)劃綱要。該“趨勢”提出人工智能作為十大技術(shù)方向之一，通過AI深度學(xué)習(xí)、特征提取強(qiáng)化學(xué)習(xí)、模式匹配模型訓(xùn)練等方法能夠?qū)崿F(xiàn)對多種疾病的診斷篩查，從而大幅度提升相關(guān)疾病的診斷速度。在該大背景支持下，徐醫(yī)附院設(shè)備處醫(yī)工結(jié)合AI團(tuán)隊(duì)和溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院脂肪肝病�？普归_了密切合作。

近年來，全球范圍內(nèi)非酒精性脂肪肝病(NAFLD)的患病率高達(dá)25%左右，在我國統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示患NASH疾病的潛在人群高達(dá)1.1億，該類人群發(fā)病早期無明顯特異癥狀，當(dāng)NASH逐步發(fā)展成為肝硬化、肝癌時(shí)，預(yù)后往往較差且無法逆轉(zhuǎn)，因此早期診斷NASH并及早干預(yù)就顯得尤為重要。

圖1 非酒精性脂肪肝炎

肝活檢作為唯一能夠可靠區(qū)分NAFLD和NASH的診斷方法，也存在著許多潛在的并發(fā)癥，如術(shù)后疼痛、出血和損傷鄰近器官等。同時(shí)在整個(gè)肝活檢過程中，患者都需要得到悉心的照料，直至康復(fù)。所以，肝活檢因創(chuàng)傷操作、后期護(hù)理難和費(fèi)用高等弊端，常不被患者和醫(yī)護(hù)人員所接受。鑒于以上肝活檢的條件限制，無創(chuàng)診斷評估成為NASH診斷研究的熱點(diǎn)。生物電阻抗技術(shù)作為一種無創(chuàng)獲取人體身體成分值的檢查技術(shù)，近年來與深度學(xué)習(xí)技術(shù)相結(jié)合，在淋巴結(jié)水腫預(yù)后預(yù)測、慢性卒中患者個(gè)性化分析等其他疾病領(lǐng)域取得諸多進(jìn)展。

據(jù)了解， 徐醫(yī)附院設(shè)備處醫(yī)工結(jié)合AI團(tuán)隊(duì)與以溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院為主導(dǎo)單位聯(lián)合廣東省中醫(yī)院、浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬邵逸夫醫(yī)院、南方醫(yī)科大學(xué)南方醫(yī)院、天津市第二人民醫(yī)院和杭州師范大學(xué)附屬醫(yī)院，共六所醫(yī)院合作，建立國內(nèi)最大的NASH患者信息數(shù)據(jù)庫，該庫包含NASH病例516名和NAFL病例250名患者的身體成分值數(shù)據(jù)、相關(guān)既往病以及病理診斷等信息。(相關(guān)數(shù)據(jù)已經(jīng)進(jìn)行了脫敏處理)。

為了給項(xiàng)目提供可靠的算法支持，該團(tuán)隊(duì)除積累大量翔實(shí)的臨床數(shù)據(jù)以外，算法設(shè)計(jì)上還得到中國礦業(yè)大學(xué)、徐州醫(yī)科大學(xué)多名教授的技術(shù)指導(dǎo)，在較大樣本量的基礎(chǔ)上使用較新的算法運(yùn)用提高了系統(tǒng)診斷的準(zhǔn)確率并且避免結(jié)果的偶然性。

團(tuán)隊(duì)在FCN結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上加入殘差結(jié)構(gòu)、修改連接方式優(yōu)化模型，提高了診斷結(jié)果的準(zhǔn)確性。以信息數(shù)據(jù)庫和人工智能技術(shù)為依托進(jìn)行NASH診斷。

圖2 生物電阻抗測量設(shè)備

目前，團(tuán)隊(duì)已經(jīng)完成數(shù)據(jù)模型建立和預(yù)測軟件設(shè)計(jì)，系統(tǒng)AUROC 達(dá)到0.801，相信通過進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)，該項(xiàng)目可以有效輔助篩查早期非酒精性脂肪肝炎患者。

圖3 軟件界面截圖

運(yùn)用醫(yī)工結(jié)合方式，將AI賦能醫(yī)院門診，下沉普通社區(qū)和其他公共場所，運(yùn)用醫(yī)工交叉創(chuàng)新技術(shù)解決NASH篩查難題，推進(jìn)醫(yī)工交叉深度融合、培養(yǎng)人才聯(lián)合互動，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化科技成果的核心工作，進(jìn)一步推進(jìn)醫(yī)療大數(shù)據(jù)有序開放和利用。

徐醫(yī)附院設(shè)備處醫(yī)工結(jié)合AI團(tuán)隊(duì)助力“AI+醫(yī)療”智能服務(wù)。

附錄介紹：

NASH：是指除酒精和其他明確因素所致肝病(如病毒性肝炎、藥物性脂肪肝等)外，與胰島素抵抗以及代謝綜合征密切相關(guān)的疾病非酒精性脂肪肝(NAFLD)加深演變發(fā)展而成。

生物電阻抗值：是指由電流源頭給激勵(lì)電極通以恒定的電流，隨著人體呼氣與吸氣，胸腔容積的變化，引起胸部電阻抗相應(yīng)的改變，使測量電極間電壓發(fā)生相應(yīng)的改變，進(jìn)而提供了關(guān)于組織內(nèi)部的更多信息，有助于更好地理解生物組織的解剖學(xué)、生理學(xué)和病理學(xué)。