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强强联手,共建“骨科人工智能联合实验室”

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信息来源:中国数字医学     作者:王崇民    发布日期:2019-09-29
强强联手,共建“骨科人工智能联合实验室”
 ——访南方医科大学南方医院关节与骨病外科副主任王健
北京嘉和海森健康科技有限公司副总经理甘伟

近年来,在国家相关政策的大力推动下,人工智能技术在医疗行业发展迅速。据相关数据显示,国内“AI+医疗”市场规模在2018年已达到200亿元,预计未来还将继续保持超高速增长态势。面对医疗人工智能的广阔发展前景,众多医疗机构、AI企业以及投资机构纷纷展开合作,以成立专注医疗细分领域的人工智能联合实验室的模式,共同推进我国医疗行业研究应用的协同发展。
 
在这波浪潮中,日前,南方医科大学南方医院(以下简称“南方医院”)关节与骨病外科与北京嘉和海森健康科技有限公司(以下简称“嘉和海森”)成立的“骨科人工智能联合实验室”,无疑是近期备受瞩目的项目之一。据了解,该实验室的成立,或将促成我国在关节外科专科大数据人工智能研究领域质的飞跃,通过前沿性趋势研究及疾病预测分析,达到提升临床、改善预后的目的。为进一步了解此次合作的具体情况,本刊记者采访了南方医院关节与骨病外科副主任王健教授及北京嘉和海森健康科技有限公司副总经理甘伟先生。
 
南方医院关节与骨病外科史占军教授(右二)、王健教授(右一)与嘉和海森甘伟(右三)、管芹漓(左三)等共同出席了揭牌仪式

南方医院创建于1941年,是南方医科大学(原第一军医大学)第一附属医院及第一临床医学院,也是一所集医、教、研和预防保健为一体的大型综合性三甲医院。医院共设52个专业学科,其中,关节与骨病外科为国家重点培育学科,也是国家临床重点专科建设项目之一,是国内首屈一指的权威示范单位。
 
北京嘉和海森健康科技有限公司,则是专注于数据挖掘与服务的大数据及人工智能整体解决方案提供商。公司在深耕医疗信息化建设多年的基础上,以“创新数据应用、实践智慧医疗”为理念,打造了业界领先的智能医学数据中台,并形成覆盖医院端及患者端多种应用场景的闭环医疗服务体系。此次双方的合作,主要是基于嘉和海森大数据科研平台开展的。
 
嘉和海森大数据科研平台是以智能医学数据中台为核心,通过整合院内各业务系统数据,并结合前瞻性课题数据库,对相关数据进行治理、融合及质控、建模等,为科研工作提供优质、可靠的数据资源。在此基础上,利用平台的人群筛选、人群管理、特征分析、可视化展示、统计分析、数据导出和权限管理等功能,即可轻松实现一站式科研工作模式,极大提高科研效率及整体研究质量。
 
据南方医院关节与骨病外科副主任王健介绍,关节与骨病外科是南方医院具有独立临床试验资质的科室,科研工作是其重要组成部分,科室成员除进行基础性研究外,还会针对一些新的医疗设备、关节假体、新药物等进行相关临床实验。丰富的科研形态,带来了海量数据应用,也对数据的处理、分析等提出更高要求。因此,在被问及与嘉和海森合作成立“骨科人工智能联合实验室”的初衷时,王健说到:“主要是想解决三方面问题,一是数据标准化,二是海量数据的即时处理,三是建立患者随访数据库。”
 
他指出,由于临床数据本身具有的多源异构特点,以及经常存在的数据缺失等问题,导致很多数据无法被有效地集成融合和交叉利用。另外,涉及患者隐私的数据,如何进行“加密”、“脱敏”等处理,也是一大难题。因此,在进行数据整理之前,建立统一的数据标准规范至关重要。再就是海量数据的处理问题。王健说,关节与骨病外科多年来积累了大量临床数据,加上从国外引进的包含近亿条同行临床数据的数据库,形成了相互交错、混杂的数据集合,人工处理根本不可能,即使利用通用工具也会相当耗时耗力,且达不到预期要求。最后是数据的随访跟踪问题。南方医院关节与骨病外科作为权威关节外科之一,年均门诊量可达10万人次以上,患者众多,且近80%是来自省外。这种情况下,面对国内医疗机构普遍缺乏完善的数据共享机制及随访体系的现状,很容易导致患者就诊记录不完整、不连续,给后续的临床研究带来困扰。
 
他以膝关节和髋关节置换手术为例,进一步阐述了患者数据跟踪的重要性。例如,在美国、澳大利亚、瑞典等发达国家,很多医院都会建立术后随访数据库,精准了解每个患者的术后情况,同时这些数据每年还会不断增长、更新和变化。通过追踪这些数据变化,可以及时了解不同品牌或型号的关节产品在使用过程中有什么样的问题,在设计上有什么样的缺陷等等。且随访时间越长,数据就越能精准地反映出人造关节的真实使用情况,甚至可以追踪到30到40年以前的数据。对比我国,在该领域则几乎还是空白,很多临床决策只能参考国外发布的一些相关报告,非常被动,对学科发展也很不利。为此,亟需通过寻求外部合作,来彻底解决科研过程当中的问题和壁垒,提高科研水准,建立在专科领域的权威性和话语权。
 
在考查和对比了多家信息化产品供应商之后,最终,南方医院选择了嘉和海森作为合作伙伴。对此,王健解释到,“选择嘉和海森,主要是考虑两方面原因。一是从数据分析的技术层面讲,他们的自然语言处理能力是优势;二是服务比较好。”据王健介绍,在选型过程中,他们测试过几种不同产品,最后发现,嘉和海森的大数据科研平台可以快速高效地将文本信息转化成标准、规范的结构化文档,其自然语言处理模型的深度和广度与医院需求高度吻合。此外,在服务方面,嘉和海森对于临床医生提出的问题也能够做到快速响应、快速反馈,平均数据处理速度较手工模式可提高数千倍。例如,在科研人员给定数据库和处理方案的前提下,平台几天之内即可给出分析结果,平均用时缩短5-6倍,极大加快了科室的科研进度及结果产出,对于提高成果转化速度也具有重要意义。
 
对于双方的合作,嘉和海森副总经理甘伟认为,南方医院与嘉和海森作为各自领域制高点的代表之一,通过强强联合,必将为大数据时代的科研创新打开新局面,开拓新思路。他介绍说,嘉和海森的智能医学数据平台,有着非常独特的优势和特点。它可以通过多层级自然语言处理体系,将复杂的病历文书及检查报告等文本数据转化成结构清晰的多维度科研数据项;并能根据数据清洗规则智能清洗数据,最大限度提高数据利用率。同时,还可以基于数据标准体系,以疾病为中心对不同来源的数据进行标准化处理,解决数据共享及再利用问题。最终形成多个具备专病特色的数据集市,为科研提供专门服务。此外,针对王健副主任关注的随访数据库问题,甘伟也给出了答案。他说,嘉和海森大数据科研平台一直致力于为用户搭建科研+随访的全流程一体化解决方案,通过打造覆盖PC端、医生端和患者端的云随访平台,将助力医生实现便捷、高效、安全的随访服务。
 
最后,甘伟重点介绍了平台目前在专病库标准化体系建设方面取得的成绩。据悉,目前平台已在全国积累了覆盖17大专科领域、近79个病种的资源,形成一系列标准化专病库,研究机构可直接应用这些资源数据库从事科研工作。与此同时,利用机器学习及神经网络等人工智能技术,还开发出多种相关疾病的预测模型,利用临床数据的不断迭代更新,这些模型算法将日臻完善精准。据透露,目前双方正在合作的课题之一,就是对关节置换手术后的感染及并发症发生情况的预测研究,根据预测结果,将对医生诊疗决策制定予以精细化指导和辅助。
 
在采访即将结束时,甘伟表示,未来,随着双方合作的逐步深入,势必会在更多专业领域取得突破性进展和提升,平台的功能也将得到进一步优化和完善,最终达到服务临床、造福患者的目的。