阿里巴巴达摩院医疗AI又有了一项突破。

7月9日,达摩院提出了一种AI助力骨科关节置换手术的新方法,该方法无需医生手动操作即可自动完成术前关键点位的测量,并且实现了精度上的突破,相比传统AI方法,达摩院医疗AI团队的精度可提升2.3%以上,整个过程仅需0.3秒。

她表示,相比于辅助诊断,辅助治疗更加切入医生的工作流程,可以明显提高医生的工作效率,对医生来说更有价值。而且,临床治疗的实际商业价值也更高。

据统计,2020年全国高考报名人数为1071万人,不仅比2019年多出40万人,而且创下近10年来最大考生规模。当前,虽然我国新冠肺炎疫情总体得到较好控制,取得了阶段性的重大胜利,但全球疫情仍在肆虐蔓延,且我国部分地区仍有零星暴发。因此,在7月7日、8日包括部分省市的9日、10日这4个高考日,千万级考生规模的区域内聚集性与带动性流动,将为全国各地的疫情防控带来空前压力。

得到这个关键点之后,就可以根据这些点的坐标自动地计算对应的测量量。

如上图所示,达摩院一共定义了22个关键点和24条连接边。22个关键点左右对称分布,每侧各有11个关键点(红色)和10条边(黄色),同时两侧之间也有4条连接边(绿色),以衡量左右髋的差异。

高考承载了太多个人与家庭的期望,它不仅涉及考生个人的命运走向与权利问题,更关涉国家教育公平与社会公正问题。因此,基于高考治理需要,应通过加强高考过程管理,加大高考录取监督力度,加大高考信息公开力度,加大高考违规处罚力度,才能有效回应社会对高考公平的高度关切,增强高考生的公平信念,巩固社会的诚信基石,维护高考制度的权威性。

通过在损失函数中加入解剖点之间的连接边回归损失,达摩院的模型可以取得更高的定位精度,相比于原始的U-Net、Hourglass和HRNet模型,达摩院的方法分别提升了2.3%、11.7%和5.1%。

凡事预则立,不预则废。确保高考生的健康安全,既是国家教育主管部门、高考组织部门以及招生单位的责任与义务,也是社会各群体尤其是家长群体的责任与义务。

注重高考组织实施人性化举措,给高考生更多人文关怀

达摩院医疗AI负责人专访

表1. 模型的11个关键点的检测精度

今年以来,科亚、安德医智等AI产品陆续获得NMPA审批,政策层面不断释放提速的信号。

加大高考问题治理力度,给高考生更多公平关怀

早在2017年,阿里健康就与万里云发布“Doctor You”AI系统,万里云拥有实体的检查中心和移动体检车等硬件设施,成为AI产品在基层影像检查和体检等服务中的重要载体。

迟颖认为,除了上述的老龄化背景与医疗需求,对于骨科而言,AI辅助治疗要比辅助诊断更有价值。而这一方向目前还处于发展初期,是比较有前景的领域。

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与往年高考注重考试实施与技术层面的程序安全相比,2020年的高考安全具有另一层的特别含义,那就是生物学意义上的安全,即确保不受新冠肺炎感染,保持身体健康。

2017年10月11日,阿里巴巴达摩院正式成立,定位于基础科学和创新技术研究。而达摩院医疗AI团队的组建还要往前追溯到2016年,由时任阿里巴巴 iDST 副院长华先胜打造。

“达摩院的医疗AI,可以从各个视角去协助阿里医疗生态的各方面需求,用未来的技术服务阿里生态的未来业务应用,为社会带来有价值的改变。”

技术需要足够的落地场景,而巨头的优势在于可以借助内外部的生态伙伴,进一步加深行业的参与度。

细细梳理一下,我们可以发现,阿里多个事业线在医疗领域均有所布局。

又例如卫宁健康,作为医疗信息化的代表性厂商,卫宁健康在医院信息化建设、医疗需求理解、销售渠道等方面的先天优势,也会给阿里的医疗AI产品铺设一条相对容易的落地之路。

筑牢高考日疫情防控体系,给高考生更多安全关怀

公平是高考的核心价值,也是高考的底线、红线和生命线。纵观高考改革史,追求公平公正是高考改革的一股重要推动力。2014年国务院出台的《关于深化考试招生制度改革的实施意见》,不仅明确将公平公正作为高考改革的基本价值取向,还出台了促进高考公平公正的具体措施,包括继续实行支援中西部地区招生协作计划,控制部属高校属地招生比例;继续实施国家农村贫困地区定向招生专项计划,保障边远、贫困、民族地区学生进入重点高校的机会;进一步解决进城务工人员随迁子女升学问题;改革完善高校招生监督管理机制,健全信息公开制度、诚信制度以及考试招生法律法规体系,以及加大高校招生违规查处力度等,这些举措对于促进高考区域公平与阶层公平具有重要的现实意义。

4年多的时间里,达摩院的研究范围一步步从基础AI的研究延伸到医疗专业领域知识的探索,目前在心血管、肺结节、肝脏、骨科、基因等领域均有布局。

AI+全髋关节置换术

“我们把算法嵌入合作伙伴的PACS系统中,医院用户在打开临床例行使用的PACS系统后,不需要再打开另外一套AI系统,为临床医生提供了更好的体验。”

高考竞争之激烈,素有残酷、地狱等形容或比喻。高考管理之严格,也多有苛刻乃至不近人情之说法。因此,追求高考人性化是近20年来高考改革的一个重要方向。

可以看到,这次的成果——AI助力骨科关节置换手术,并不是骨科AI中的最热门方向(例如行业熟知的测骨龄等),达摩院为什么会选择这个方向?

只有筑牢高考日疫情防控体系,形成多层面有序互动,各群体合理流动的积极防控局面,才能给予高考生更多的安全关怀。

可以说,2020年是一个特殊的年份,2020年的高考是一次特殊的高考,2020年的高考生是一个特殊的群体,在这个特殊的时期,我们应该给予这个特殊群体更多样的社会关怀。

以新冠肺炎期间的产品部署为例,阿里云在全球的海外数据中心,成为了达摩院算法部署的骨干节点,承载起了对有需求的45个国家和地区的合作伙伴的算法测试与合作。

目前,这个过程完全是医生手动操作,需要1小时以上,而且经验不足的医生甚至可能出现点位不准确的情况。

达摩院算法专家透露,目前该研究成果已被医学影像分析行业的顶会MICCAI 2020收录,本月底将正式在医院上线使用。

譬如,高考时间由7月上旬调至6月上旬,使高考避开酷热、洪涝、台风等多发时节,减少破坏性自然因素对考生的不利影响;高考志愿填报由“猜分填报”“估分填报”到“据分填报”,降低高考志愿填报可能因误判“掉档”而导致的心理压力;新一轮高考改革不仅赋予考生考试科目选择权,而且增加部分科目考试次数,既能兼顾考生的特长与兴趣,又可减少偶然因素对考试结果的影响。此外,考生因疏忽大意损坏试卷或答题卡,还可向监考人员申请使用备份试卷或答题卡等,这些都是体现高考人性化进步的重要变化。

(作者为浙江大学教育学院研究员)

手术之前,医生会根据患者的年龄、骨结构形态改变和骨组织质量等情况,来制定一份准确详细的术前计划,这对手术的成功与否十分关键。

从内部来看,这些“兄弟部门”一直是达摩院医疗AI成果落地的有力支撑。

下图是THA术前规划自动测量平台,图中测量了左右侧髋的股骨颈干角分别是131.76和127.79度,髋臼杯前倾角分别是36.83度和39.64度,两腿长差异是9.12毫米。

区别于传统AI只检测关键点的方法,达摩院还根据这些待测量量,定义了解剖点之间的连接边,以强化同一个测量量相关的各个点之间的联系,测量数据更加直观。

然而,根据疫情防控需要,2020年的高考必定要比往年的高考过程更加复杂,尤其是在涉及人员接触、座位间距、考场卫生、考点出入、防作弊等物理安排方面,以及在疫情防控物资储备与常识宣传、考场突发性与发热性事件应急处理等软管理方面,都要求高考组织实施更加精细与人性的举措,确保高考过程在严格化、公平化的基础上,给予高考生更多的人文关怀,包括尊重、理解、关心与爱护。

2020年疫情之下的高考生,除了要克服常规高考所带来的学习与考试压力,还要克服新冠病毒带来的身体与心理压力。这种前所未有的双重压力,需要学校与家庭给予高考生更多的心理呵护,既要做好考前心理辅导,又要做好考中心理引导,还要做好考后心理疏导。

* +edge为达摩院的方法(误差mm)

据雷锋网(公众号:雷锋网)了解,现阶段,达摩院会和合作伙伴打造一个智能骨科平台落地合作医院,除了基础的术前定位测量工作,还会与合作伙伴一起建立影像诊断-骨科手术耗材供应链管理的智能化标准流程。

为了提高医生的工作效率,达摩院提出了一种THA术前规划自动测量的方法,利用AI模拟医生的测量过程,通过先定位这些关键点,再根据点的坐标计算得到测量结果。

重视高考排压解压与转压,给高考生更多心理关怀

而从外部来看,达摩院也拥有一批生态合作伙伴。

有考试,就有考试压力,并且考试压力会伴随考试重要性与竞争性的增加而增大。这既是人之常情,也是竞争性考试的一个必然特征。高考是典型的高竞争、高利害、高风险的大规模筛选与分流考试,不仅会改变考生个体命运,担负着为国选才育人的重任,同时还兼具维护教育公平与社会公平的功能。因此,高考对高考生及其家庭的重要性不言而喻。

迟颖表示,阿里入局医疗AI最大的优势之一就是背后有各方生态的合力,以及每一个生态方向的相对深厚的业务和技术积淀。

这其中包括:阿里健康在药物相关和未来医院等方面的探索;钉钉在医疗办公、远程会诊等方面的覆盖;蚂蚁金服在区块链、有信用保障的付款、和保险等方面的积累和实践;IoT物联网在医院设备管理等方面的规划,以及阿里云在远程辅助医疗(比如5G远程手术、或者5G远程VR救助等)方面可能的策略等。

迟颖说到,疫情期间,达摩院的新冠肺炎CT影像AI就在立陶宛通过了医疗认证的豁免。在日本,和达摩院绑定的合作伙伴M3公司也已获得了PDMA的认证。同时也在马来西亚申请认证,国内和欧洲的相关审批工作也在准备中。

在医疗影像智能方面,达摩院医疗AI为阿里健康提供基础的技术能力输出,阿里健康则会为达摩院进行业务机会的寻找和拓展、以及对内核技术的包装。

据雷锋网了解,目前,达摩院该技术正在和合作伙伴一起优化,并将落地到医院实际场景中。

正常的流程是:医生需要先拍病损髋关节的X片,然后在X片寻找解剖位置、测量角度和长度,例如股骨颈干角度和腿长差异,以此来寻找合适的替换假体。

该骨科AI成果发布后,雷锋网第一时间采访到了达摩院医疗AI负责人迟颖。

迟颖在采访中也向雷锋网表示,PACS厂商等医疗信息化的合作伙伴,成为了达摩院与医院对接的桥梁。

据统计,我国高考的平均录取率已达到85%左右,部分省市也已超过90%,但普通高校一本批次的录取率却只有18%,其中又仅有约7%的考生有机会进入“双一流大学”继续深造。可见,对于追求优质高等教育资源的考生而言,其竞争压力依然巨大。

利用深度学习关键点检测方法,达摩院实现了对各个解剖关键点的准确定位,结果如下表所示:

全髋关节置换术(THA)是当今骨科方向比较成功的手术之一,这是一种用模拟人体关节结构的假体置换病损的髋关节来消除病痛的方法,即用人工关节假体替换患者关节,帮助病人恢复关节功能。2018年,中国就实施了40多万台手术,随着人口老龄化问题的加重,这一数字将会逐年增加。

但一个现实问题是,该手术要求极其精密。

从近年来关于高考生的报道来看,几乎每年都有比较极端的案例发生,而这些极端案例的背后大多指向考生的心理问题。因此,学校、家长以及社会应给予高考生更多的心理关怀,帮助其适当地排压、解压与转压,使每一位高考生都平安度过人生大考。

在国家层面,各地应从全国疫情防控“一盘棋”的系统角度出发,加强高考日跨省、跨市人员流动的防控;在组织层面,教育主管部门应加强高考组织、实施及服务等全过程管理,除重视考生、考务以及考场内相关人员的检测与监测,还应注重与当地疫情防控部门加强协调与宣传,争取社会各群体的支持与配合;在个人层面,家长作为高考生的主要陪护人,应自觉遵守当地疫情防控举措,加强个人及家庭成员的出行防护,规避因不当流动行为而导致的感染事件。