智東西(公眾號:zhidxcom)
作者 | 李水青
編輯 | 心緣

智東西8月27日杭州報道,今日,浙江大學醫學院附屬第一醫院、阿里巴巴達摩院推出用于胸痛急診場景的AI模型iAorta

基于該模型,醫護人員可用常規平掃CT在幾秒內識(shi)別(bie)急(ji)性主動脈綜合(he)征(Acute Aorta Syndrome,簡(jian)稱“AAS”)。胸痛(tong)是除創傷外最常見的(de)急(ji)診就診原因,而AAS是其中一種(zhong)病(bing)情兇險、死亡率高且易(yi)漏診的(de)心(xin)血管疾病(bing)。

據悉,iAorta可將AAS確診時間縮短至2小時內,已從1萬多名胸痛患者中精準發現21例,幫助他們得到及時救治,敏感性和特異性分別達到95.5%和99.4%

此前8月20日,相關論文發表在國際頂級期刊《自然·醫學》(Nature Medicine)上。目前,該AI模型已在浙江首批10家醫院部(bu)署,即將(jiang)全國(guo)推廣。

阿里達摩院新模型登Nature子刊!AI幾秒鎖定兇險胸痛,已助萬名患者排查

論文地址:
//www.nature.com/articles/s41591-025-03916-z

今日,通過對話浙江大學醫學院附屬第一醫院血管外科主任張鴻坤、阿里巴巴達摩院資深算法專家許敏豐等人,智東(dong)西了解到了這一成果的具體進展、落地情況及背后研發歷程(cheng)。

一、AI看片“彈窗報警”,破解災難性心血管疾病診斷痛點

醫生在臨床上如何(he)使用iAorta模型?

根據(ju)達摩院相關專(zhuan)家的演示,針對(dui)每(mei)張平掃CT圖像,AI模(mo)型會用(yong)不同的顏色標記主動脈及其(qi)血管腔(qiang),自動標出可(ke)(ke)疑區域的定位熱力圖,同時配合主動脈解(jie)剖結構的重建,醫(yi)生可(ke)(ke)以非(fei)常直觀地看到AI是“怎么想(xiang)”的。

阿里達摩院新模型登Nature子刊!AI幾秒鎖定兇險胸痛,已助萬名患者排查

AI模(mo)型(xing)連接醫院影(ying)像信息(xi)系統,幾秒鐘內對平掃CT圖像進(jin)行實時(shi)判讀,并設置“彈窗(chuang)報警”。一旦(dan)AI發現高危病例,就會推送(song)至(zhi)醫生界面上(shang),提醒(xing)醫生優先查看。系統嵌(qian)入影(ying)像報告界面,醫生無(wu)需改變操(cao)作(zuo)習慣。

據浙江大學醫學院附屬第一醫院血管外科主任張鴻坤介紹,在急診就診患者中,因急性胸痛就診的患者高達4.7%,其中致命性胸痛占到胸痛患者的30%左右

阿里達摩院新模型登Nature子刊!AI幾秒鎖定兇險胸痛,已助萬名患者排查

其中最為災(zai)難(nan)性(xing)(xing)的是心血管疾(ji)病——急性(xing)(xing)主動脈綜合征。主動脈是人體最重(zhong)要(yao)的血管,其夾層(ceng)、壁間(jian)血腫、穿透(tou)性(xing)(xing)潰(kui)瘍(yang)等(deng)結構性(xing)(xing)病變被稱為AAS。該病癥起病隱匿、進展迅速,但難(nan)以第一時間(jian)確診。

AAS病情兇險、死亡率高,在24小時內若不能確診并處理,死亡率可達30%;AAS的癥狀容易與心梗、腸胃炎等混淆,漏診、誤診、延誤診斷率高,國內外文獻報道其漏診率高達40%,難以(yi)第(di)一時(shi)間確診。

然而,現有的AAS確診檢查方式嚴重受限。主流確診手段為主動脈CTA,該手段(duan)需要注射造影劑(ji),有過(guo)敏和腎損風險,很多基層(ceng)醫院沒有普及(ji),病人往(wang)往(wang)難以及(ji)時意(yi)識并進行這一檢查。

相對來說,平掃CT普及率高,檢查便捷,僅需幾分鐘就能完成。如果能用平掃CT進行急性主動脈綜合征檢查,那么AAS確診檢查將變得十分便捷。

阿里達摩院新模型登Nature子刊!AI幾秒鎖定兇險胸痛,已助萬名患者排查

為此,浙大一院與達摩院組建聯合研究團隊,首創“平掃CT+AI”識別AAS,幫助醫生早(zao)期確診。

達摩院資深算法專家許敏豐(feng)介紹(shao),平掃CT是超半數(shu)胸痛(tong)急(ji)診患者接受(shou)的第一道影像檢(jian)(jian)查(cha),但傳統上(shang)對心(xin)血管(guan)的檢(jian)(jian)查(cha)效果不佳。

團隊基于在“平掃CT+AI”方向上的技術積累,用三年多時間研發出AI模(mo)型iAorta,可(ke)在幾秒(miao)內勾畫主動脈及其血管腔(qiang),判斷血管壁有無結(jie)構變化,從而精(jing)準識別(bie)AAS。

二、大量臨床試驗:漏診率降低至4.8%,確診時間縮短至2小時內

張鴻坤告訴我們,在2021年-2023年的回顧性研究中,研究團隊先是分析了國內三家醫院超13萬名胸痛急診患者的就診記錄,發現其中48.8%的AAS患者在初診時被遺(yi)漏。

研究人員用AI識別這些患者當時的平掃CT影像,可將漏診率降低至4.8%

iAorta模型相比起人類醫生的診斷能力如何?在人機對照試驗中,研究團隊在論文中進行了一項AI與11名醫生的人機對比實驗,包括4位低年資、4位中年資和3位高年資醫生,發現三組醫生的診斷敏感性都顯著低于AI

不過,經AI輔助勾畫主動脈結構后,三組醫生的診斷敏感性都有所上升,尤其是低年資醫生的診斷敏感性顯著提升40%,可達到或超過高年資醫生

同時,研究團隊在論文中進行了一項對比觀察實驗,比較醫生單獨閱片與AI輔助下閱片的能力。實驗在浙江省內三甲醫院進行,總共測試13846例胸痛急診患者的平掃CT影像,其中有11例AAS患者。A組(醫生單獨閱片)僅識別出2例AAS患者(2/11),而B組(AI輔助醫生閱片)識別出了9例AAS患者(9/11)。

在2024年12月至今的前瞻干預性研究中,團隊將(jiang)AI模型部(bu)署(shu)在(zai)上海一(yi)家三甲(jia)醫院(yuan)胸痛中心,實時分(fen)析胸痛患者的影像(xiang),一(yi)旦發現異常就向醫生(sheng)“彈窗報警(jing)”。

兩個月內,iAorta模型從15584人中精準找出21例(共22例)AAS患者,敏感性和特異性分別達到95.5%和99.4%

阿里達摩院新模型登Nature子刊!AI幾秒鎖定兇險胸痛,已助萬名患者排查

AI還大幅縮短了確診所需時間,幫助患者贏得黃金救治窗口。上述21名患者從入院到確診平均只需1.7小時,而歐美國家的中位確診時間為4.3小時

其中(zhong),一名43歲患者因“上腹部鈍痛12小時(shi)”入院,醫生初診考慮(lv)膽囊結石并開(kai)具上腹部平掃(sao)CT檢查,iAorta模型從(cong)中(zhong)發現主動脈夾層,患者隨后接受主動脈CTA確診,全程只用了1.6小時(shi)。

可以看到(dao),除(chu)了提升(sheng)診(zhen)斷準確性(xing),iAorta模型有望顯(xian)著(zhu)減(jian)少AAS患者確診(zhen)所需的時間,從而(er)提升(sheng)患者生存率,改(gai)善(shan)預(yu)后。

三、醫療與AI團隊交叉探討滿足臨床需求,首批10家醫院已部署

據悉(xi),整個研(yan)發過程(cheng)中,浙一團(tuan)隊(dui)與(yu)達摩(mo)院團(tuan)隊(dui)在醫(yi)學與(yu)人工智(zhi)能之(zhi)間保持深入的交叉學科(ke)探討,使得(de)AI技術(shu)真正服務(wu)于臨床需求。

比如在項目初期,達摩院團隊關注的是主動脈壁的管徑測量與曲率變化,希望AI抓去管徑是否增粗、曲率是否變大。但醫生指出,應當回歸疾病的病理本質去思考。

急性主動脈綜合征的發病機制在于主動脈內膜撕裂,繼而形成夾層或壁間血腫。只有從這個病理機制出發,AI模型才能更準確地學習疾病的影像特征,也更便于醫生去理解和信任模型的輸出。最后,雙方重新定義了標注方式,新增了對主動脈血管區域和真腔區域的精準標注,讓模型學習的方向更符合臨床實際。

再比如,醫生在面(mian)(mian)對(dui)病人時,更(geng)關心的不僅(jin)是“有(you)(you)(you)沒有(you)(you)(you)風(feng)險”,而是“風(feng)險具體(ti)在哪(na)”“風(feng)險有(you)(you)(you)多高(gao)”“是否需(xu)要(yao)立即干預(yu)”。這就對(dui)AI模(mo)型的可解釋性、界面(mian)(mian)交互設計、解剖結(jie)構定位等提出了更(geng)高(gao)要(yao)求(qiu)。最(zui)后,系統(tong)將AI預(yu)測(ce)的概率(lv)與(yu)主(zhu)動脈(mo)分段結(jie)構結(jie)合展示,并添加AI認為可疑位置的可視化熱力(li)圖。

浙大一院(yuan)血(xue)管外科主任張鴻(hong)坤表示:“我們將推廣(guang)這項有溫度的(de)AI技術,尤其是讓醫療資源和醫生(sheng)經驗相對(dui)受(shou)限(xian)的(de)基層醫院(yuan)受(shou)益(yi),提升各層級醫院(yuan)對(dui)主動脈疾病整體的(de)診(zhen)治(zhi)水平,探(tan)索(suo)主動脈AI急診(zhen)‘浙江方案’,為(wei)‘健(jian)康中國2030’作貢獻。”

目前,浙江首批10家醫院,包(bao)括浙大一(yi)院(yuan)、紹(shao)興市(shi)中心醫(yi)院(yuan)、衢州(zhou)(zhou)市(shi)人民醫(yi)院(yuan)、衢州(zhou)(zhou)市(shi)柯城區人民醫(yi)院(yuan)、湖(hu)州(zhou)(zhou)市(shi)中心醫(yi)院(yuan)、溫州(zhou)(zhou)瑞安市(shi)人民醫(yi)院(yuan)等已率先部(bu)署該模型,形成診斷(duan)、轉運、救治的快速通道。研究團隊正(zheng)進一(yi)步(bu)降(jiang)低技術接入(ru)門檻(jian),加速向全(quan)國更多地區推(tui)廣(guang)。

結語:將急癥診斷關口前移,下一步將加強愈后判斷

繼達摩院胰腺(xian)癌篩(shai)查(cha)AI模(mo)型(xing)DAMO PANDA、胃(wei)癌影像篩(shai)查(cha)AI模(mo)型(xing)DAMO GRAPE成果登(deng)上國際(ji)頂級期刊《自然(ran)·醫學》后,用于胸痛急診場景的AI模(mo)型(xing)iAorta再次登(deng)上了這(zhe)一頂刊。

除此之外(wai),其在國際上率先研發(fa)出“一掃多查”醫療AI技(ji)術已應用于食(shi)管癌(ai)、結直腸(chang)癌(ai)、肝癌(ai)等癌(ai)癥,骨質疏松、脂(zhi)肪(fang)肝等慢性(xing)病。

“一掃多查”醫(yi)療AI技術目(mu)前主(zhu)要是把關(guan)口前移(yi),下一步,達摩院(yuan)還將聯合(he)多家(jia)醫(yi)院(yuan)通(tong)過技術開發和臨床(chuang)研究,持續提升模型(xing)精(jing)準度(du)及認可度(du),并(bing)推動AI助力手術效果及愈(yu)后判斷(duan)。