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機(jī)器之心原創(chuàng)

作者：凡雪、四月

編輯：四月

日益成熟的人工智能，正成為抗擊新冠肺炎疫情戰(zhàn)線上一群特別的「逆行者」。

無論是加速前期的疫情科研攻關(guān)，還是協(xié)助一線的疫情診療和現(xiàn)場防控，以及后端的信息化平臺(tái)搭建，都已經(jīng)出現(xiàn)了人工智能技術(shù)和解決方案的身影，并且取得了實(shí)際效果。

機(jī)器之心特設(shè)「AI 戰(zhàn)疫專題報(bào)道」，跟蹤人工智能技術(shù)應(yīng)用抗疫現(xiàn)場的最新進(jìn)展及效果，聚焦人工智能工作者英勇抗疫故事。

今天是該系列的第一篇之《CT+AI 雙拳出擊攻破「假陰性」困境：上線當(dāng)天即實(shí)現(xiàn)確診》。

疫情來得突然，馳援一線的物資設(shè)備、醫(yī)療隊(duì)伍等前赴后繼地奔赴疫區(qū)中心，在這群人中還有著一支特殊的隊(duì)伍。

一周產(chǎn)品研發(fā)，三天針對(duì)醫(yī)院定制化，屏住一口氣上線，當(dāng)天即成功確診疑似病人……逆行路上，和病毒賽跑，唯有全力以赴。

疫情無情，但 CT+AI 的技術(shù)融合解決方案卻為「假陰性」患者重新燃起希望。未來，該方案還將向降低院內(nèi)感染，提供院內(nèi)交叉感染預(yù)警系統(tǒng)等新方向延伸。

鼠年的初雪落下不久，借雪景祈福許愿便引發(fā)刷屏，朋友圈、微博上一副歲月靜好的模樣。

有一群人卻無暇顧及窗外的雪景，疫情的時(shí)鐘滴答作響，他們手下的工作正在爭分奪秒地進(jìn)行著——測試算法、優(yōu)化產(chǎn)品、整理裝機(jī)……只因他們背負(fù)著一個(gè)「不可能完成」的任務(wù)。

1. 驅(qū)車五小時(shí)的「人肉快遞」

「干脆我開車送過去吧！」

周宏斌稍作猶豫，很快在群里回復(fù)了一句。

2 月 3 日，此時(shí)繼推想發(fā)布針對(duì)新冠肺炎的 CT+AI 產(chǎn)品已過去數(shù)天，前期的研發(fā)，測試，裝機(jī)工作接近尾聲，經(jīng)歷無數(shù)個(gè)不眠之夜后，「如何將機(jī)器送到山東淄博的醫(yī)院？」是擺在推想人眼前的一道難題。

彼時(shí)各大物流公司已經(jīng)停運(yùn)，只有順豐空運(yùn)仍在工作，但服務(wù)器主板包括電池，不符合空運(yùn)要求。分散在全國各地的推想人還在群里商量對(duì)策，身處北京的營銷副總裁自薦「人肉快遞」。

2 月 3 日，周宏斌驅(qū)車前往淄博，后備箱里裝著應(yīng)急的服務(wù)器。

次日下午 6 點(diǎn)，一路驅(qū)車五個(gè)多小時(shí)，周宏斌趕到淄博定點(diǎn)醫(yī)院，服務(wù)器也一并抵達(dá)。

醫(yī)院里，推想的工程師、負(fù)責(zé)給醫(yī)生培訓(xùn)的同事已整裝就緒，短暫的會(huì)合寒暄，緊接著便是連夜的裝機(jī)、聯(lián)網(wǎng)、調(diào)試設(shè)備，不斷敲擊的鍵盤聲，從未消停的微信提示音為安靜的夜平添了一份緊張的氣息。

在該淄博定點(diǎn)醫(yī)院上線的 CT+AI 產(chǎn)品是推想針對(duì)新型冠狀病毒肺炎定制研發(fā)的 AI 系統(tǒng)。在爆發(fā)式的疫情面前，這套系統(tǒng)能夠幫助醫(yī)生更快速地進(jìn)行肺炎感染篩查和疫情監(jiān)測，諸如肺內(nèi)感染病灶檢出、全自動(dòng)前后片對(duì)比和療效評(píng)估等功能，以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確治療評(píng)估，避免院內(nèi)的進(jìn)一步交叉感染。

武漢同濟(jì)醫(yī)院醫(yī)生使用的 AI 輔診系統(tǒng)。

幾個(gè)小時(shí)后系統(tǒng)便安裝就緒，但推想的工作遠(yuǎn)沒有結(jié)束，接力棒繼續(xù)交到了負(fù)責(zé)培訓(xùn)的人員手里。

由于該套 CT+AI 系統(tǒng)專門針對(duì)新冠肺炎感染癥狀定制，培訓(xùn)人員除了系統(tǒng)安裝工作，還需深入診室和病房，與醫(yī)生進(jìn)行近距離接觸和交流，教會(huì)他們?nèi)绾问褂煤妥⒁馐马?xiàng)。

疫情當(dāng)前，與接診醫(yī)生面對(duì)面接觸的危險(xiǎn)指數(shù)不言而喻。而受到條件限制，培訓(xùn)人員的防護(hù)措施卻非常簡陋。

培訓(xùn)人員正在向醫(yī)生講解 CT+AI 系統(tǒng)的使用方式。

「基本就是我們自己備一些簡易的口罩，在進(jìn)入呼吸科室時(shí)，同事就跟醫(yī)院借一些隔離衣」，周宏斌說，「我們的想法很直接，把活干好然后快點(diǎn)出來?！?/p>

喝水洗臉、酒精消毒鞋、蒸煮衣服…工作人員從診室出來利索地完成一系列消毒工作。從產(chǎn)品定制到最后落地醫(yī)生電腦，整個(gè)過程都是卡著點(diǎn)來算。神經(jīng)緊繃的周宏斌此時(shí)才算舒了一口氣。

一夜奮戰(zhàn)，2 月 5 日早晨 7 點(diǎn)，產(chǎn)品正式上線。

「很快，我們不僅把檔案庫里遺存的肺炎病例全都篩了一遍，快速標(biāo)記出疑似患者」，周宏斌語氣中透出藏不住的自豪感，「而且，上線當(dāng)天我們就幫醫(yī)院確診了一名新冠肺炎病例?！?/p>

回顧起產(chǎn)品的上線過程，周宏斌嘴里冒出的一連串時(shí)間點(diǎn)，「1 月 31 日我們正式對(duì)外發(fā)布產(chǎn)品，當(dāng)天山東的領(lǐng)導(dǎo)便召開內(nèi)部會(huì)議對(duì)產(chǎn)品功能進(jìn)行研究和論證；2 月 1 日早晨再請(qǐng)來醫(yī)學(xué)專家論證，確認(rèn)后，我們當(dāng)天晚上便接到任務(wù)……」，時(shí)間點(diǎn)相隔之近也預(yù)示著任務(wù)刻不容緩。

按照周宏斌的說法，「這本是一個(gè)不可能完成的任務(wù)」 。

根據(jù)推想方面自己預(yù)定的節(jié)奏，系統(tǒng)本應(yīng)該在采訪當(dāng)天才能夠完成（2 月 6 日），而現(xiàn)在，足足搶出了三天的時(shí)間差。

因?yàn)樵谕葡虢拥降娜蝿?wù)單里，醫(yī)院的要求是四天內(nèi)完成上線，于是，這場涉及多個(gè)部門、數(shù)十人參與的接力賽不得不按下快進(jìn)鍵。

這要放在平日里，大家一起在公司熬夜奮戰(zhàn)還有可能解決。但受到疫情影響，復(fù)工時(shí)間已經(jīng)推遲至 2 月 10 日，于是，附加難題出現(xiàn)了——如何分散辦公、遠(yuǎn)程協(xié)同的前提下實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)。

前期產(chǎn)品研發(fā)過程中，推想專門抽出研發(fā)小組三四十人，從大年三十前后就忙活起來，為了能按時(shí)上線，推想團(tuán)隊(duì)還特別調(diào)用服務(wù)器幫助診斷過程高效快速進(jìn)行。

為了卡住時(shí)間點(diǎn)，從研發(fā)到產(chǎn)品落地，團(tuán)隊(duì)力求每一個(gè)步驟都行之高效，「基本所有決策的時(shí)間沒有超過 12 小時(shí)」。周宏斌談道。

定制化產(chǎn)品的壓力之大還在于——「這是一個(gè)全新的產(chǎn)品」，因?yàn)槊考裔t(yī)院的情況各不相同，所以大到醫(yī)院的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、CT 檢查設(shè)備，小到各種病例數(shù)據(jù)、醫(yī)生電腦工作環(huán)境，都需要進(jìn)行調(diào)試、對(duì)接。

「在前期研發(fā)過程中，我們已經(jīng)與武漢同濟(jì)醫(yī)院進(jìn)行深度合作，醫(yī)院通過提供疫區(qū)的典型病例數(shù)據(jù)幫助我們訓(xùn)練模型，推想肺炎 AI 是真正源于武漢疫情一線的真實(shí)病例，再應(yīng)用于疫情一線的 AI 產(chǎn)品」。推想科技算法負(fù)責(zé)人趙朝煒向機(jī)器之心說道。

「通過武漢同濟(jì)醫(yī)院等一線醫(yī)院專家提出的具體實(shí)際需求，從大年初三開始，我們已經(jīng)針對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行延伸迭代了」。

1 月 31 日，推想科技對(duì)外發(fā)布首個(gè)針對(duì)新冠肺炎的 AI 產(chǎn)品。而在此之前，推想的肺炎定制版診斷系統(tǒng)已經(jīng)在核心疫區(qū)武漢上線應(yīng)用。

2. 何以解燃眉之急

疫情洶涌，武漢正在成為全國各地醫(yī)療資源奔赴的集中地，盡管優(yōu)秀的醫(yī)療隊(duì)伍、首批核酸檢測器械源源不斷地輸往這里，但棘手問題仍然層出不窮。

首先，隨著每日實(shí)際新增確診、疑似病例的規(guī)模迅速攀升，疫區(qū)里的核酸檢測盒子供給不足、檢出率有限的問題矛盾不斷放大，成為各大醫(yī)院火燒眉毛的問題。

「因?yàn)椋ㄐ滦凸跔畈《竞怂幔z測的時(shí)間長，現(xiàn)在還有 2209 位在院治療的疑似病例沒有得到檢測?！? 月 26 日，武漢市市長周先旺在新聞發(fā)布會(huì)上的一句話將人們的心揪成一團(tuán)。

符合核酸檢測要求的醫(yī)療機(jī)構(gòu)過少，審批流程太長，物流供給不給力..... 這些因素將確診進(jìn)度條拖拽延緩，在每日不斷新增的確診病例面前顯得更加刺眼。

醫(yī)生正在利用新冠肺炎核酸試劑盒進(jìn)行確診檢測。

除了供給響應(yīng)速度不足，檢測盒子的檢出率過低更是導(dǎo)致大量「假陰性」患者錯(cuò)過有效隔離與治療。而導(dǎo)致疫情進(jìn)一步蔓延的癥結(jié)。此時(shí)，有效的臨床指針和經(jīng)驗(yàn)成為重要的參考指標(biāo)，尤其是肺部的 CT 證據(jù)。

所謂「假陰性」患者，即新型冠狀病毒感染者沒有檢測出病毒核酸，導(dǎo)致病原核酸檢測報(bào)告為陰性 。 呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)專家、中國工程院副院長王辰曾指出， 并不是所有患病的人都能檢測出核酸呈陽性，核酸對(duì)于真實(shí)病例的檢測率不過 30% 至 50% 。

武漢大學(xué)中南醫(yī)院影像科副主任張笑春等專家曾呼吁，采用 CT 影像作為此次新冠肺炎主要診斷依據(jù)，及時(shí)收治、及時(shí)隔離高度疑似病患。

然而，僅靠傳統(tǒng)的 CT 影像方案作為強(qiáng)化診斷的手段難以稱作是最好的解決方案。

至少對(duì)于疫區(qū)里的影像科醫(yī)生而言，連續(xù) 30 多天無休，盯著看了約 150 萬幀的片子并不是武漢市金銀潭醫(yī)院放射科的個(gè)例 。

事實(shí)上，每一名患者從入院的拍片評(píng)估、到查看進(jìn)展、到治愈出院，少則拍兩次片子，多的得拍四次片子，每一張片子多達(dá) 600 至 800 幀。疫情期間放射科醫(yī)生的工作強(qiáng)度可想而知。

此外，護(hù)目鏡、隔離服等措施除了給醫(yī)生帶來生理上不適之外，還給準(zhǔn)確診斷帶來極大的難度，「我時(shí)刻提醒自己，告訴自己不要流淚，眼睛要用來看海量的 CT 和 X 光片子。」武漢市金銀潭醫(yī)院放射科主任在接受采訪時(shí)談道。

「流淚」是怎么回事 ？

「醫(yī)生在工作一段時(shí)間，護(hù)目鏡里就全是霧氣，而且因?yàn)榉雷o(hù)服太悶而大量滲汗，將很大程度影響醫(yī)生視線」，周宏斌在與醫(yī)生交流中了解到，「尤其早期病人的影像都特別淡，小的病灶或者簡單的病灶，根本看不清楚」。

放射科醫(yī)生穿上防護(hù)服，推著移動(dòng)胸片機(jī)，沖向隔離病區(qū)的病房里，在病床邊為不能動(dòng)彈的患者拍胸片，圖片來源：長江日?qǐng)?bào)

在高壓的工作狀態(tài)下，保持準(zhǔn)確的判斷實(shí)屬不易，在簽名確診報(bào)告的背后，通常意味著這個(gè)人以及跟他緊密接觸過的幾十個(gè)人都要被收治隔離，責(zé)任與恐懼兼有，或許是絕大部分醫(yī)生的心理寫照 。

疫區(qū)的醫(yī)生或許可以憑借繁多的病例「熟能生巧」，然而非疫區(qū)的醫(yī)生接診相關(guān)病例的經(jīng)驗(yàn)少，在確診過程中經(jīng)常舉棋不定，直到核酸檢測顯示陽性后才敢確診，猶豫和等待期間，可能已經(jīng)造成交叉感染甚至家庭聚集性發(fā)病，因此，從心理角度來看，醫(yī)生們需要一種客觀依據(jù)來增強(qiáng)自己的診斷信心。

此時(shí)，CT 影像+AI 識(shí)別的雙保險(xiǎn)技術(shù)方案真正派上了用場——系統(tǒng)可以幫助醫(yī)生更為快速和準(zhǔn)確地直接識(shí)別病灶 。

「淄博某醫(yī)院目前有三例確診病例，但防疫最怕的就是遺漏，如果因?yàn)榘Y狀不明顯、醫(yī)生經(jīng)驗(yàn)不足等情況出現(xiàn)病例遺漏，將極大增加疫情不可控的風(fēng)險(xiǎn)?，F(xiàn)在醫(yī)生可以根據(jù)推想 AI 產(chǎn)品提示，對(duì)原來有懷疑但不確定的病例進(jìn)行更確定的診斷」，周宏斌補(bǔ)充道。

病癥發(fā)病前后的影像對(duì)比。

將諸多不確定因素轉(zhuǎn)化為確定性還體現(xiàn)在病情變化監(jiān)控上，據(jù)了解，這次新冠肺炎，在影像上主要表現(xiàn)為外帶分布、多葉段、磨玻璃間質(zhì)性改變，肺部感染變化很快，兩三天就出現(xiàn)影像變化。

憑借肉眼，很多細(xì)微變化很難被快速識(shí)別，臨床醫(yī)生應(yīng)用推想產(chǎn)品，通過全自動(dòng)前后片對(duì)比和療效評(píng)估等功能來觀察細(xì)微變化，對(duì)于醫(yī)生判斷新冠肺炎患者的病情進(jìn)展，進(jìn)行針對(duì)性的治療提供了更多的輔助。

3. 構(gòu)建新冠「專治」算法模型

「我們研發(fā)組有的小伙伴從春節(jié)到現(xiàn)在還沒休息過一天，白天開會(huì)溝通需求晚上熬夜敲代碼連軸轉(zhuǎn)」，趙朝煒的語氣輕描淡寫。

疫情不等人，每天上升的確診病例也不等人，此時(shí)支援一線產(chǎn)品的時(shí)效性顯得十分重要。推想之所以能夠較快推出肺炎產(chǎn)品，正是基于肺部疾病作為其核心研究方向，研究基礎(chǔ)比較深厚。

與普通肺炎相不同的是，新冠肺炎在影像上會(huì)有對(duì)應(yīng)的變化，比如新冠肺炎的急性癥狀更明顯，影像上的感染區(qū)更多，如何針對(duì)這些新癥狀，新特征，構(gòu)建訓(xùn)練模型成為產(chǎn)品研發(fā)組一道檻 。

在這種情況下，推想選擇與醫(yī)院合作，其中包括處于新冠肺炎疫情中心的武漢同濟(jì)醫(yī)院、武漢大學(xué)中南醫(yī)院，醫(yī)院主要提供疫區(qū)一線的專業(yè)建議和需求，此外，國家感染性疾病臨床研究中心深圳第三人民醫(yī)院也在早期就開始部署了推想新冠 AI 系統(tǒng)，為預(yù)防控制新冠疫情做好準(zhǔn)備。

AI 公司根據(jù)疫區(qū)的需求快速構(gòu)建模型，訓(xùn)練算法，產(chǎn)生相關(guān)結(jié)果之后，還需要醫(yī)院在性能、落地上幫助驗(yàn)證，兩者雙向溝 通 。

「我們的產(chǎn)品不能是一個(gè)實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)品，因此需要設(shè)計(jì)很多算法將復(fù)雜的臨床表現(xiàn)都覆蓋到「，說到這里，趙朝煒舉了一個(gè)簡單的例子，早期新冠肺炎可能僅僅感染某一個(gè)肺葉，到晚期以后，整個(gè)肺可能都會(huì)被感染上，全是白的。針對(duì)類似各種特殊場景，研發(fā)組可能就要設(shè)計(jì) 5-6 種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

為了保證早期需求暢通、工作協(xié)同，推想研發(fā)團(tuán)隊(duì)的電話會(huì)議沒有斷過，白天協(xié)商溝通，待晚上微信群安靜之后，程序員的鍵盤聲又開始敲得「嗒嗒」響，而這一敲可能又是一個(gè)徹夜。

「大年三十有的同事嫌家里吵鬧，便搬了椅子，獨(dú)自坐在院子里，電腦放在腿上，繼續(xù)敲代碼」，趙朝煒笑著回憶。

研發(fā)人員進(jìn)行系統(tǒng)部署和調(diào)試。

為了保證系統(tǒng)的正常上線和運(yùn)轉(zhuǎn)，推想臨時(shí)調(diào)用服務(wù)器。據(jù)周宏斌介紹，這臺(tái)服務(wù)器可以每天幫助醫(yī)生分析 400 個(gè)病人的 CT 影像，一個(gè)病人基本上幾十秒就可以完成。

「計(jì)算量挺大的，因?yàn)橐粋€(gè)病人平均就有 300-400 張的序列，所以按 300 來算的話，也是 300×400 的圖片數(shù)量，另外如果涉及到前后影像對(duì)比，這個(gè)計(jì)算量又會(huì)翻一番」，趙朝煒說道。

4. 為確診栓上雙保險(xiǎn)

「別再迷信核酸檢測了。」

2 月 3 日，武漢大學(xué)中南醫(yī)院影像科副主任張笑春在朋友圈呼吁，她認(rèn)為應(yīng)以 CT 影像作為目前新冠肺炎篩查的主要依據(jù)，同時(shí)開始隔離無癥狀或核酸檢測陰性但 CT 影像顯示肺部出現(xiàn)問題的人。

湖北省醫(yī)學(xué)影像專業(yè)委員會(huì)副主委譚偉更是認(rèn)為，CT 結(jié)果非常符合新冠肺炎但核酸檢測為陰性的病例占 30%—40%。

最近一系列新聞，讓人們的質(zhì)疑焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)核酸檢測的準(zhǔn)確性，然而對(duì)于大多數(shù)人來講，拿到短缺的試劑盒，已如中彩票般幸運(yùn)?！笡]有床位、沒有試劑盒檢測」時(shí)時(shí)霸占微博熱搜榜。

根據(jù)國家政策，醫(yī)院目前無法直接采購新型病毒檢測試劑盒，只有疾控中心有試劑盒；此外，對(duì)于生產(chǎn)廠家來說，試劑盒供給醫(yī)院需要藥監(jiān)局注冊(cè)證，按正常流程，核酸檢測試劑盒從研發(fā)到獲得藥監(jiān)局的注冊(cè)證，一般需要 3-5 年時(shí)間。

雖然國家藥監(jiān)局目前已開通快速審批通道將上述流程縮短至半個(gè)月左右，然而，流程的大幅壓縮勢(shì)必造成試劑盒生產(chǎn)的不穩(wěn)定性，加之醫(yī)生在實(shí)際取樣時(shí)，經(jīng)驗(yàn)不足，心理恐懼、高負(fù)荷工作狀態(tài)等都可能造成取樣不到位，最終導(dǎo)致核酸檢測不準(zhǔn)確。

好在，2 月 5 日國家衛(wèi)健委發(fā)布《新型冠狀病毒感染的肺炎的診療方案（試行第五版）》，在「疑似病例」和「確診病例」外新增「臨床診斷病例」（限于湖北省內(nèi)）即「疑似病例具備肺炎影像特征者」。

這也意味著在湖北省內(nèi)，CT 影像結(jié)果正式作為「臨床診斷病例」的判定依據(jù) 。

《新型冠狀病毒感染的肺炎的診療方案（試行第五版）》

「核酸檢測只是確診的金標(biāo)準(zhǔn)，它的特異度非常高，但是 CT 敏感度更高，只要是病人，都能看到肺的炎癥表現(xiàn)。所以兩個(gè)技術(shù)應(yīng)當(dāng)配合使用，綜合起來篩查病人」，對(duì)于新政策，周宏斌表示認(rèn)同。

同時(shí)，政策利好下，趙朝煒也坦言，醫(yī)院影像科對(duì)推想此類的產(chǎn)品需求量肯定會(huì)上升。

「產(chǎn)品雖然上線了，但大家的工作強(qiáng)度跟之前相比差不多，我平均每天工作 12-13 小時(shí)」，未來推想產(chǎn)品也將根據(jù)疫情變化以及前線醫(yī)生的實(shí)際需求不斷演進(jìn)，除了產(chǎn)品本身的優(yōu)化迭代，產(chǎn)品的應(yīng)用方向也有很大的想象空間。

最初，推想產(chǎn)品只是針對(duì) CT 影像的輔助診斷，如今預(yù)警系統(tǒng)比如對(duì)醫(yī)院內(nèi)交叉感染人數(shù)、新增確診人數(shù)進(jìn)行預(yù)警也是新需求。此外，由于人工評(píng)估療程等待時(shí)間較長，推想產(chǎn)品在療效評(píng)估上也是一個(gè)新方向。

推想產(chǎn)品的衍生方向會(huì)跟疫情前線狀況息息相關(guān)，正如推想創(chuàng)始人兼 CEO 陳寬所言，不管疫情從哪里而來，但至少有一批人，拼上性命也要影響疫情到哪里去。

疫情當(dāng)前，像推想一樣奮戰(zhàn)一線的公司或人還有很多，人們通常喜歡用「逆行者」來形容他們，逆行的道路總歸人少，因此注定需要高速行進(jìn)，與病毒不停的赤膊奮戰(zhàn)，搶救不斷流逝中的生命。

2 月 6 日，產(chǎn)品上線后的第二天，周宏斌已驅(qū)車從淄博回到北京。

400 公里的路程意外地暢通無阻。「常常十幾分鐘遇到一輛車」，與去時(shí)的好天氣不同，「回程一路風(fēng)雪」，周宏斌感嘆道。