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范向民:人工智能上阵 机器看病又快又准

2024-03-14 13:43:48   浏览量:

  对着摄像头,以平时的步速步伐在两个标记点间来回走三趟,机器实时自动采集人体关节点,然后生成数据报告,帮助医生诊断帕金森病、阿尔茨海默病等神经系统疾病,整个过程只需三分钟。这就是“多模态智能人机交互神经系统疾病辅助诊断系统”。中科睿医作为共同研发单位之一,CEO范向民说:“我们希望用标准化方案打造医院神经科室新基建。”


  从研究员转型为首席执行官
  范向民学的是计算机专业。在山东大学本科毕业后,2011年去了美国匹兹堡大学深造,研究方向为人机交互。“人机交互,顾名思义就是人和机器之间信息交换的一种方式。人可以通过键盘、鼠标以及语音、表情、体态、手势等传达信息给计算机,而计算机如何感知、捕捉和分析人的这些行为表达,是我博士期间重点研究的课题。”2017年拿到博士学位后,范向民通过国家人才项目引进加入中国科学院软件研究所(简称软件所)从事科研工作。
  “我们的项目早在十多年前就启动了。”范向民介绍说,当时软件所与北京协和医院最初的合作,就是利用人机交互技术把神经查体、医生问诊的过程进行定量化和标准化。
  常见神经系统疾病包括卒中、阿尔茨海默病、帕金森病等。它们发病隐匿,在诊断上一方面依靠影像学检查,另一方面做神经功能评价,核心是“医生通过询问病史、肉眼观察及使用量表得出半定量测评,并根据经验评价患者运动、认知、感知觉等神经功能”。范向民说,这种方式主观性强、一致性差,依赖医生的经验性判断,而且国内医疗资源不均衡,基层医院在诊断治疗方面经验不足,导致神经系统疾病存在漏诊、误诊率较高等问题。而早发现、早诊断在这类疾病诊疗中尤为关键。
  为解决该挑战,软件所与北京协和医院联合攻关,在国家863计划、国家重点研发计划等重大课题支持下,将智能人机交互技术与临床诊疗方法深度融合,研发神经系统疾病智能辅助诊断系统。“我们解决的就是定量化、标准化,无论在北京协和医院、天坛医院,还是在县级医院用,诊断的结果都一样。”范向民说。
  随着一系列科研成果的产出,“有很多医院主动找到我们,想要使用相关设备和技术。”在这个契机下,2020年软件所注册成立中科睿医,肩负科研成果转化的使命。范向民主动求变,于是他的身份也从研究员转型为公司首席执行官。
  用标准化方案打造神经科室新基建
  谈到创业的初衷,范向民说:“一方面是中国科学院鼓励科研人员做成果转化,另一方面是我们不希望这些技术仅仅作为科研工具,我们希望用标准化方案来打造医院神经科室的新基建,用到更多医院,惠及更多患者。”
  2023年初,多模态神经系统疾病智能辅助诊断系统获批国家医疗器械注册证。这套系统利用超高分辨率深度视觉传感器,搭配前沿智能算法,用科学定量的方式助力医生准确客观诊断疾病、随诊疾病进展。“它包括运动功能定量评价系统、智能眼动分析评价系统、虚拟现实神经功能康复训练系统,以及数字化认知功能测评系统,普及应用后,将大幅提升医疗机构的神经系统疾病诊断能力。”范向民介绍。
  从研发到成果转化,范向民全链条参与,说起这套系统来如数家珍。“我们采用的技术在全世界都是非常领先的。”以运动评估为例,传统临床上给患者做定量运动功能分析,需要在患者身上穿戴近二十个传感器,因此依从性特别差。“我们用计算机视觉技术捕捉人的行为,识别关键关节点,然后利用AI算法分析运动参数。患者无需穿戴任何设备,对着摄像头直接做标准化动作就能完成测试,更加便于临床使用。”而这些看似简单的应用,在研发过程中,他们攻克了很多难题,比如光线干扰问题,如何在嘈杂环境中准确、连续地识别患者并解析各种行为等。


  目前这套系统已经在200多家医院使用,“在数据标准上,我们做了很多临床试验建立了数据模型,包括手写、语音、步态、抓握、生理、影像在内的医学数据库。”而且这套系统能把临床效率提高90%以上,一个测试大概三分钟,操作简单,开机即可使用。
  除了诊断,这套系统还能帮助医生追踪治疗效果。比如,帕金森病患者需要长程服药,而且要根据症状不断调整药量。临床上,“一个月前患者来过一次,医生开了药,一个月后患者来复诊。没有这套系统时,医生只能问患者感觉是好是差,难以精确判断是否好转。有了这套系统,就可以拿出患者一个月前的测评报告,与现在报告对照就一目了然。”
  “做科研的经历磨炼了我的韧性”
  每个企业在成长的过程中,不可能都是一路高歌。对于公司发展过程中遇到的挑战,范向民说:“我认为是共性挑战,也就是行业内大家都会面临的问题,即在医院中推行这些新创技术,广义上来说就是在现有的医疗体系中去推行新的规范和标准。”而临床医学是一个非常严谨的领域,相对来说,迭代周期长速度慢,医患有一个接受过程。“特别是在基层医院推广的时候,要做的工作还有很多。”
  从一名顶尖院所的科研工作者到初创企业的管理者,范向民把多年养成的科研品质融入新事业:“创业要有韧性,做科研的经历,不但磨炼了我这方面的素养,而且因为一直走在技术最前沿,我们始终保持国际前沿的洞察力,对整体的技术方向、技术成熟度有客观的把控,为我们产品的研发和布局打下了很好的基础。”
  梦想始于心动,成于行动。范向民说,“我们做的事利国利民,尤其在老龄化社会,罹患神经系统疾病会给家庭和社会带来很大负担,早发现早干预,患者能够在合理治疗的情况下维持较好的生活质量。我们如果能把这件事做成,把商业价值、临床意义、社会价值结合到一起,就算比较成功了。”

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