“AI+医学”广州多场景落地

　　硬核工作室出品

　　医学场景一直是AI的重要应用方向，随着人工智能技术不断跃升，医学领域的AI应用正如雨后春笋般涌现。在广州，从早期大家熟知的AI看CT影像、AI看眼底，到如今的AI分析病理、AI诊断罕见病，再到AI帮助外科手术、AI辅助细胞制药……记者观察到，“AI+医学”的应用范围正大幅扩展。

　　本期《科技周刊》，记者走访清华珠三角研究院、南方医科大学珠江医院等机构，一探人工智能技术如何落地广州，助力医学领域快速发展。

　　文/广州日报全媒体记者武威 图/广州日报全媒体记者庄小龙（除署名外）

　　AI病理检测

　　让病理诊断“既快又准”

　　在清华珠三角研究院的一楼展厅，医用光学技术研发中心数据工程师王子晗带记者参观了团队自主研发的生物芯片阅读仪、血细胞分析仪、玻片扫描影像系统、荧光明场多功能数字切片扫描系统、全自动染色封片一体机等数智化设备。这些设备由该中心主任、清华大学国际研究生院教授何永红带领团队研发，已在广州、深圳建立相关产业化公司，产品进入广州乃至全国的近百家知名医院，推动病理检测的数字化和智能化。

　　病理诊断是疾病诊断的“金标准”。以往，病理科医生需要在显微镜下观看病理切片，切片还需要医生手动制作，费时耗力；在广州气候比较湿润的地区，病理切片很容易褪色，珍贵的数据很难保存下来；我国高端病理诊断设备依赖进口，德国徕卡、日本滨松等外资品牌长期占据主导地位。

　　这些病理检测痛点，倒逼团队推动医用光学设备早日实现国产化、数字化和智能化。何永红团队在清华大学医用光学成像中心已积累大量科技成果。“我们研发的医用光学硬件设备解放了医生的双手和双眼，封片效率可达每小时420片。病例影像可扫描成数字化图片存入电脑，扫描速度最快15秒/片。病理数据也得以保存。”王子晗说，AI的加入大幅降低了病理科医生的脑力劳动强度，“目前，我们的技术可以达到80%以上的排阴率。”

　　团队科技成果的加速转化，离不开广州新型研发机构的鼎力支持。清华珠三角研究院很早就关注何永红教授的项目，并积极引进落地。

　　目前，团队的病理诊断软硬件一体化产品已进入中山大学附属第一医院、中山大学附属第三医院等30多家广州大型医院，提升了医疗机构的病理诊断效率。

　　AI开发新药

　　助力罕见病基因治疗

　　在清华珠三角研究院人工智能创新中心，相关负责人王侠向记者展示了团队开发的罕见病数据中心（Rare Disease Data Center，以下简称RDDC）。该AI工具可以帮助医生和科研人员更好地理解患者的基因检测报告，发现突变的碱基或丢失的基因片段，从而帮助医生确诊罕见病，也可以帮助药企开发治疗该罕见病的药物。

　　“绝大多数罕见病都是由基因突变引起的。因患者人数非常少，医生在从业生涯中很少遇到，很多罕见病非常容易误诊，确诊周期也非常长。”王侠告诉记者，RDDC收录了国内外大量罕见病领域的基因检测数据。医生只需将相关基因数据输入RDDC，AI就可以辅助医生预测异常的RNA剪接，指出异常的可能致病的碱基，从而帮助医生找准诊断方向。

　　“我们的后台数据显示，已有不少医生在利用RDDC辅助诊断罕见病。”王侠告诉记者，清华珠三角研究院人工智能创新中心由清华珠三角研究院和广州赛业生物共同发起成立，除了诊断罕见病，AI还可以助力预测相关ASO药物，用于罕见病的基因治疗。

　　“我们可以根据致病基因片段培养一批模型动物，再对这些ASO新药进行试验，测试它的疗效。”王侠解释，这一过程就是先对一批小白鼠进行基因编辑，让小白鼠患上某种和人类相同的罕见病，再将试验的ASO药物注入患病的小白鼠体内，以查看药物的安全性和具体疗效。

　　“我们团队正与渐冻症抗争者蔡磊的医疗团队开展合作，为团队提供这类模型动物，帮助团队开发治疗其渐冻症的新药。”王侠说。

　　AI辅助手术

　　术中实时进行“血管导航”

　　广州医工联合团队进一步将人工智能技术拓展至高难度外科手术领域。近日，南方医科大学珠江医院杨剑教授团队联合中国科学院深圳先进技术研究院钱银玲研究员团队、香港科技大学（广州）朱磊教授团队，自主研发出外科人工智能模型Vivim，首次将动态手术视频解析算法应用于腹腔镜肝切除手术，可在术中实时识别并勾勒关键血管边界，实现“术中实时导航”功能。

　　据该项目核心成员珠江医院肝胆外科主治医师、博士后陶海粟介绍，当前肝脏手术多采用腹腔镜、手术机器人等微创术式，能有效减轻患者手术痛苦、加快术后恢复。但微创手术存在视野局限、缺乏力反馈的短板，会增加术中损伤肝脏重要血管的风险。术中一旦损伤关键血管，极易引发迅猛出血，手术安全风险极高。

　　针对这一临床痛点，研究团队收集了国内四家肝脏外科中心的手术视频，完成15865帧影像的精细化标注，并通过内部训练集与独立外部测试集对模型性能开展系统性验证。结果显示，Vivim在单目标、多目标解剖识别中的Dice系数分别达0.71与0.66，推理速度可达25帧/秒，完全满足术中实时导航的运算要求。

　　经珠江医院13名外科医生临床验证，Vivim可显著提升术中解剖结构的识别速度与准确率，有效辅助临床决策。该模型通过全自动实时识别关键解剖结构，为瞬息万变的手术场景提供动态“路标”，有望为术前—术中跨时空配准这一行业难题提供全新解决方案。

　　陶海粟透露，本次研究中，三方团队分工明确：香港科技大学（广州）团队牵头核心算法研发，中国科学院深圳先进院团队负责模型训练与算力支撑，珠江医院团队负责提出临床需求、提供手术视频数据与专业标注，并主导全流程临床验证工作。目前珠江医院已启动首批单中心临床试验，进一步验证Vivim模型的临床应用效能；多中心临床研究正在申报过程中，计划今年下半年正式启动。

　　AI智造细胞

　　细胞治疗产品迈向标准化生产

　　细胞与基因产业是广州重点发展的六大未来产业之一。近日，记者从广州瑞臻再生医学科技有限公司获悉，该公司联合中国科学院香港创新研究院人工智能与机器人创新中心（CAIR）共同开发的CytoMetrix瑞启智元：RegenverseCell—GPT（RC—GPT）V1.0（以下简称RC—GPT）正式发布。这是细胞治疗行业首个完成概念验证并将AI技术系统性嵌入iPSC分化制备全流程的多模态AI大模型框架，为iPSC（诱导性多功能干细胞）来源细胞治疗产品从“手工艺式”生产迈向“AI智造”标准化时代提供了可行的技术路径。

　　记者了解到，iPSC衍生细胞治疗产品从“获批上市”到“惠及患者”之间存在一道鸿沟——规模化标准化生产。传统生产极度依赖资深科研人员的“手感”和经验，批次间的可重复性与一致性始终是行业面临的核心技术难题。而RC—GPT是一个深度嵌入iPSC分化制备生产线的多模态AI决策系统。

　　中国科学院香港创新研究院人工智能与机器人创新中心（CAIR）主任刘宏斌表示，“人工智能是跨越‘标准化、可重复、规模化生产’这一制约整个行业门槛的关键因素。RC—GPT将AI智能体系统性嵌入iPSC分化制备全流程，让‘细胞智造’从概念走向生产线。”

　　瑞臻再生医学联合创始人、总经理张凌表示：“该大模型的发布，标志着瑞臻再生医学从‘细胞药物研发’向‘细胞智造赋能’迈出了关键的一步。”

　　中国科学院广州生物医药与健康研究院研究员潘光锦告诉记者，干细胞可以作为“种子”，演化为病人需要的细胞，从而治疗疾病。“目前，在临床试验上，利用干细胞治疗帕金森病接近落地。该病的核心病理特征是大脑中多巴胺水平持续下降。科学家正利用干细胞做成多巴胺能神经元，移植入病人体内。”潘光锦说。