顯微鏡也會(huì)自動(dòng)“看病”了,還可以自動(dòng)刷查癌癥。

只要病理切片往顯微鏡下一放,就能實(shí)時(shí)檢測(cè)、識(shí)別出病變細(xì)胞,分類(lèi)計(jì)數(shù)指標(biāo),并將相關(guān)數(shù)據(jù)直接反饋到目鏡上……

近日,寧波光學(xué)龍頭舜宇光學(xué)科技與騰訊、金域共同研發(fā)的中國(guó)首款智能顯微鏡,獲得 NMPA注冊(cè)證,成為國(guó)內(nèi)首個(gè)獲準(zhǔn)進(jìn)入臨床應(yīng)用的智能顯微鏡產(chǎn)品。

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癌癥被稱(chēng)為“眾病之王”,盡早檢測(cè)診斷是有效救治的重要途徑。一般來(lái)說(shuō),癌癥的檢查和診斷依賴(lài)于病理學(xué)檢查。而在病理學(xué)檢查過(guò)程中,顯微鏡觀察是必不可少的步驟。鐘南山院士曾表示:“臨床病理水平是衡量國(guó)家醫(yī)療質(zhì)量的重要標(biāo)志?！?/p>

但目前的癌癥病例篩查,無(wú)論在技術(shù)上還是人力上都存在瓶頸。據(jù)統(tǒng)計(jì),中國(guó)目前僅有 1.5萬(wàn)名病理醫(yī)生,缺口近10萬(wàn),供需極不平衡。因此,舜宇早在2018年就聯(lián)合騰訊、金域開(kāi)始研發(fā)這款產(chǎn)品。

這款顯微鏡集成了目前病理分析與診斷方面的最新技術(shù),并針對(duì)病理醫(yī)生工作流程和習(xí)慣進(jìn)行多次產(chǎn)品迭代,現(xiàn)已支持乳腺癌免疫組化(IHC)Ki67(腫瘤細(xì)胞增殖指數(shù))、ER(雌激素受體)、PR(孕激素受體)和 Her2(細(xì)胞表面生長(zhǎng)因子2)等常用核染色和膜染色量化分析場(chǎng)景的判讀。

以前,病理醫(yī)生要花大量的時(shí)間和腦力,并依靠經(jīng)驗(yàn)在顯微鏡下識(shí)別和判斷病變組織,也只能粗略估算其細(xì)胞數(shù)量,分析結(jié)果可能還因醫(yī)生經(jīng)驗(yàn)不同而有所差別?，F(xiàn)在,有了智能顯微鏡,如金域病理專(zhuān)家丁向東主任評(píng)價(jià)的那樣:“醫(yī)生只要用腳輕輕一踏,智能顯微鏡就會(huì)將分析結(jié)果和判斷實(shí)時(shí)精確地呈現(xiàn)在顯微鏡視野內(nèi),醫(yī)生不需要再來(lái)回看顯微鏡和電腦顯示屏,操作非常簡(jiǎn)單。”

該產(chǎn)品在測(cè)試中被證明能有效提升病理醫(yī)生的工作效率、病理分析的精確度和一致性,有望緩解醫(yī)院(尤其是基層醫(yī)院)病理醫(yī)生數(shù)量短缺且經(jīng)驗(yàn)不足的問(wèn)題,也是精準(zhǔn)醫(yī)療從前沿研究走向落地探索的一個(gè)良好例證。

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近年來(lái),隨著機(jī)器學(xué)習(xí)與大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展,以計(jì)算機(jī)視覺(jué)為首的AI技術(shù)已展現(xiàn)出了在病理診斷應(yīng)用上的巨大潛力。

機(jī)器視覺(jué)的能力有多強(qiáng)?國(guó)際組織SKA(平方公里射電望遠(yuǎn)鏡)合成的有20萬(wàn)顆星星的南半球星空?qǐng)D是測(cè)試AI性能的標(biāo)尺。當(dāng)前條件下,要從這20萬(wàn)顆星星中找出某種特征的星體,一位天文學(xué)家需要169天才能完成,而利用AI技術(shù)只需1秒。

當(dāng)這種能力賦予醫(yī)學(xué)顯微鏡時(shí),可以做到多項(xiàng)突破——避免IHC結(jié)果判讀的人為差異,提高判讀結(jié)果的可靠性,提升病理診斷質(zhì)量。這對(duì)于病理醫(yī)生稀缺的基層醫(yī)院尤為有幫助;智能判讀將節(jié)省稀缺病理醫(yī)生資源,使其投入更需要的服務(wù)之中;為病理免疫組化染色的質(zhì)量評(píng)估做精確定量的質(zhì)量控制;為醫(yī)學(xué)科研和藥企提供免疫組化精準(zhǔn)定量檢測(cè)服務(wù),為新藥研發(fā)的相關(guān)免疫組化研究提供客觀性可靠的證據(jù)。為腫瘤患者提供分子靶向治療及免疫治療等相關(guān)精準(zhǔn)定量的免疫組化檢測(cè)服務(wù)。

病理醫(yī)生與智能顯微鏡結(jié)合的工作模式,體現(xiàn)了“人+AI”的全新工作模式,讓病理醫(yī)生和人工智能各自發(fā)揮所長(zhǎng),全面提升效率。

智能顯微鏡目前使用了離線運(yùn)算版本,騰訊AI Lab還研發(fā)了一套基于深度學(xué)習(xí)方法的升級(jí)版算法,具有更高精準(zhǔn)度和升級(jí)潛力,期待能盡早通過(guò)認(rèn)證后推向市場(chǎng),輔助醫(yī)生診斷。金域病理專(zhuān)家羅丕福主任說(shuō):“該算法技術(shù)的應(yīng)用,能夠讓病理診斷水平和能力更加匱乏的基層醫(yī)院病理醫(yī)生受益,更準(zhǔn)確的診斷結(jié)果最終使腫瘤患者受益。”

精準(zhǔn)醫(yī)療是未來(lái)醫(yī)療發(fā)展大趨勢(shì),而智能顯微鏡則是其發(fā)展的一個(gè)縮影。

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能有這樣突破性的新產(chǎn)品問(wèn)世,并獲得NMPA注冊(cè)證源于舜宇、騰訊、金域三方的強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手。

舜宇光學(xué)科技提供了領(lǐng)先的定制化的硬件方案。比如,針對(duì)光學(xué)成像環(huán)境不一致情況,配備了聚光鏡和光闌;針對(duì)醫(yī)生使用時(shí)不斷切換物鏡倍率的習(xí)慣,專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)了倍率記憶裝置,能在醫(yī)生選擇倍鏡時(shí)調(diào)整至對(duì)應(yīng)亮度,并直接傳送倍率信息給算法進(jìn)行分析。此外,還針對(duì)醫(yī)生使用場(chǎng)景,對(duì)目鏡裝置高度和光源設(shè)計(jì)進(jìn)行了優(yōu)化。

騰訊AI Lab提供了領(lǐng)先的AI算法及軟件解決方案。在采集訓(xùn)練數(shù)據(jù)時(shí),選擇讓機(jī)器使用主動(dòng)學(xué)習(xí)和難例挖掘的方案,不打擾醫(yī)生的工作流程,也減輕醫(yī)生手動(dòng)標(biāo)注數(shù)據(jù)的負(fù)擔(dān);采用先進(jìn)的模型設(shè)計(jì)方案,讓算法模型在保證準(zhǔn)確度的前提下能滿(mǎn)足300毫秒內(nèi)完成IHC全視野實(shí)時(shí)分析的要求;借助遷移學(xué)習(xí)并使用生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)(GAN)歸一化鏡下圖像,使得算法能對(duì)不同醫(yī)院和不同制片方式實(shí)現(xiàn)良好兼容,提升了算法的穩(wěn)健性和通用性。

金域醫(yī)學(xué)貢獻(xiàn)了病理方面的專(zhuān)業(yè)知識(shí)與專(zhuān)家資源,確保顯微鏡能支持多種病癥場(chǎng)景的判讀,并輔助算法訓(xùn)練取得良好效果,還能使產(chǎn)品緊密貼合醫(yī)生的工作流程與習(xí)慣。

據(jù)舜宇光學(xué)科技Charles介紹,未來(lái)將聯(lián)合騰訊AI Lab和金域醫(yī)學(xué)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的需求迭代產(chǎn)品,并計(jì)劃與多家機(jī)構(gòu)合作,推進(jìn)智能顯微鏡在乳腺癌、肺癌、結(jié)直腸癌、胃癌等中國(guó)高發(fā)疾病的病理學(xué)中的研究與應(yīng)用,力求為醫(yī)生、患者和社會(huì)創(chuàng)造更大的價(jià)值。