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腾讯/舜宇光学/金域联合推出智能显微镜:首个获药监局批准进入临床!

仪器信息网 2020/04/09 18:08:58 点击 526 次
[导读] 4月9日,腾讯 AI Lab 联合舜宇光学科技、第三方医学检验机构金域医学宣布,三方研发的智能显微镜已获得 NMPA 注册证,成为国内首个获准进入临床应用的智能显微镜产品。

仪器信息网讯 4月9日,腾讯 AI Lab 联合舜宇光学科技、第三方医学检验机构金域医学宣布,三方研发的智能显微镜已获得 NMPA 注册证,成为国内首个获准进入临床应用的智能显微镜产品,有望缓解临床病理方面的现实问题。同时,它也是国内为数不多获得批准进入临床应用的医疗AI产品。

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该显微镜现支持乳腺癌免疫组化(IHC) Ki67(肿瘤细胞增殖指数)等常用核染色和膜染色量化分析场景的判读。

产品背景:病理诊断作用关键,但相关医疗人才缺口大

要理解智能显微镜在癌症等病症筛查和病理分析过程中的价值,首先要理解病理分析过程的复杂性,以及中国医疗资源方面所存在的现实问题。

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病理分析存在一些固有难题:一是组织层面,有的癌细胞种类繁多,而且很多不同细胞在人类看来差别不大,这容易导致病理医生出现误判;二是分子层面,免疫组织化学(IHC)中的很多指标需要进行精准定量分析,其结果与肿瘤的靶向治疗、免疫治疗都有直接关系,会直接影响到恶性肿瘤的用药和患者预后。依靠人工判别极度耗费精力,而且基于医生认知差异,结果难以准确一致。

例如:2015 年一篇《美国医学会杂志》(JAMA)的报道对 75 名病理医生在 2000 个乳腺癌病例上的诊断结果进行了统计,发现导管非典型增生和原位癌很容易误判,两者的管理和治疗方案完全不同,误诊误判会对患者的健康和治疗造成严重后果。

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图左是导管非典型增生,图右是原位癌,如果误判,后果严重。 来源:JAMA, 第1109页, 2015年

除了以上技术的问题,依靠病理医生诊断还面临着一个重要的现实问题:病理医生严重短缺。据统计,中国目前仅有 1.5 万名病理医生,缺口近 10 万,供需极不平衡,而新病理医生的培养又面临着时间周期长,年轻一代学习意愿不强等问题。

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智能显微镜的临床应用,有助于解决这个问题。智能显微镜优势包括:节约医生的时间精力,提升读片精准度与一致性

三方合作,两年余开发智能显微镜进入临床

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据了解,获批的智能显微镜产品研发始于2018年。腾讯 AI Lab 相继联合舜宇光学科技和金域医学,共同研发智能显微镜这一解决方案,为实现软硬件一体化和好的用户体验进行了多次产品迭代。这套软硬件一体化的智能显微镜系统可以帮助简化病理医生的工作流程、提升他们的分析效率,同时还能为经验不足的病理医生提供知识辅助,帮助他们得到更好更准确的诊断结果。

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腾讯 AI Lab 提供了AI算法及软件解决方案。在采集训练数据时,选择让机器使用主动学习和难例挖掘的方案,不打扰医生的工作流程,也减轻医生手动标注数据的负担;采用先进的模型设计方案,让算法模型在保证准确度的前提下能满足300毫秒内完成IHC(免疫组化)全视野实时分析的要求;借助迁移学习并使用生成对抗网络(GAN)归一化镜下图像,使得算法能对不同医院和不同制片方式实现良好兼容。(针对不同医院的实际情况对算法进行了稳健性和通用性的优化,让其可以稳定地为不同的医院提供服务。)

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舜宇光学科技提供了定制化的硬件方案。在传统光学显微镜的基础上进行了多重改进,比如,针对光学成像环境不一致情况,配备了聚光镜和光阑;针对医生使用时不断切换物镜倍率的习惯,专门开发了倍率记忆装置,能在医生选择倍镜时调整至对应亮度,并直接传送倍率信息给算法进行分析;此外还针对医生使用场景对目镜装置高度和光源设计进行了优化。

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金域医学贡献了病理方面的专业知识与专家资源,确保显微镜能支持多种病症场景的判读,并辅助算法训练取得良好效果,还能使产品紧密贴合医生的工作流程与习惯。

经过验证,软硬件一体化的智能显微镜在精准度与一致性上能有效满足病理诊断实际需求,并能显著提升医生的工作效率。对病理医生短缺的地区和医院,这套系统的实用价值尤为显著。金域病理专家罗丕福主任说:“该算法技术的应用,能够让病理诊断水平和能力更加匮乏的基层医院受益,更准确的诊断结果最终使肿瘤患者受益。”

未来,腾讯 AI Lab 将联合舜宇光学科技和金域医学根据实际应用的需求迭代产品,并计划与多家机构合作,推进智能显微镜在乳腺癌、肺癌、结直肠癌、胃癌等中国高发疾病的病理学中的研究与应用。

关于推出的智能显微镜

据介绍,这套智能显微镜系统的准确度和实时性能够满足病理诊断的实际应用需求,能够在辅助医生更好地获得诊断结论的同时显著提升医生的工作效率。通过智能显微镜,医生可以直接在目镜上实时监测、识别、分类计数,测试结果将直接显示在目镜上。此外,这套系统能够按需增加新病种的算法软件,而无需更换显微镜。

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目前,通过与金域医学合作,这套智能显微镜系统已支持乳腺癌免疫组化 Ki67(肿瘤细胞增殖指数)、ER(雌激素受体)、PR(孕激素受体)和 Her2(细胞表面生长因子2)等常用核染色和膜染色量化分析场景的判读。未来,腾讯 AI Lab 将联合舜宇光学科技和金域医学根据实际应用的需求迭代产品,并计划与多家机构合作,推进智能显微镜在乳腺癌、肺癌、结直肠癌、胃癌等中国高发疾病的组织和细胞病理学中的研究与应用。

不过,目前这套智能显微镜系统还远未达到能替代人类病理医生的程度,病理医生在病理诊断流程中作用仍然是不可替代的。

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目前,这款智能显微镜使用的是离线运算版本。腾讯AI Lab表示,在测试中证明,它能有效提升病理医生的工作效率、病理分析的精确度和一致性,能让算法模型在保证准确度的前提下能满足300毫秒内完成免疫组织化学全视野实时分析的要求。

腾讯 AI Lab 透露,他们研发了一套基于深度学习方法的升级版算法,具有更高精准度和升级潜力,期待能尽早通过认证后推向市场,辅助医生诊断。

腾讯并不是唯一研发智能显微镜的机构,2019年8月,谷歌提出一种智能显微镜,能从海量细胞中自动寻找癌细胞病灶,完成实时检测,研究成果还登上了“Nature Medicine”。

 


[来源:仪器信息网]  未经授权不得转载
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编辑: 杨厉哲
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最新评论:
  • 智能设备层出不穷
    04月10日 08:15:26

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