在科研創新能力上,深睿研究院(Deepwise AI Lab)一直處於行業領先地位,是目前行業內規模最大的專注於人工智慧醫療領域的研究機構之一,從成立以來一直致力於醫療前沿科技的探索,通過科技與臨床的結合,產生了眾多兼具臨床價值和科技創新性的科研成果,陸續被國際頂級期刊和會議收錄。截止到目前為止,深睿研究院在人工智慧與機器學習頂級期刊及會議(如TPAMI、TCyb、ICML、CVPR、ICCV、ECCV、AAAI等)上發表論文三十餘篇,其中涵蓋了計算機視覺和模式識別領域三大頂級國際會議,尤其是連續兩年在備受矚目的頂級會議CVPR(谷歌2019學術榜Top 10)上均有學術成果發表,在國內人工智慧領域的科技公司中處於前列;同時,在醫學影像計算與分析領域,如IPMI、MICCAI、ISBI、RSNA、ECR等頂級會議上,發表論文近二十篇。 近期,深睿研究院又有兩篇科研成果被刊登在國際頂級學術期刊上,體現了深睿研究院的持續創新能力。
其中與中國醫學科學院腫瘤醫院共同完成的「Long-term follow-up of persistent pulmonary pure ground-glass nodules with deep learning」(https://doi.org/10.1007/s00330-019-06344-z)被國際頂級放射學雜誌European Radiology收錄並發表。European Radiology是歐洲放射學會的會刊,創刊於1991年,在行業具有廣泛影響力和不可或缺的學術地位,是放射學領域專家學者們不可或缺的信息來源,代表了最前沿的放射學科學,在綜合類影像期刊中居第2位。
當前,肺癌已經成為中國發病率和致死率第一的癌症,而在國內通過人工智慧技術輔助肺癌篩查已經得到了廣泛的應用,但目前普遍停留在利用深度學習進行肺結節檢測研究上。然而,對於肺結節的生長評估鮮有研究,尤其是對亞實性結節(純磨玻璃結節和部分實性結節)的長期管理在臨床上具有重要意義。其中管理長期存在的純磨玻璃結節pGGN(Pure Ground Glass Nodule)存在著更多的爭議。為了解決這些爭議,有必要研究長期存在的pGGN的生長進展,精確測量其生長速度,並識別出影響其進展的風險因素。這篇論文的研究工作正是利用深度學習技術對肺部pGGN進行自動分割,並基於隨訪數據開展上述研究,為臨床上量化評估肺結節提供給更為精準的依據。
本研究中,pGGN的自動檢出和分割由來自深睿醫療的Dr. Wise AI肺結節輔助診斷系統實現,綜合利用遞歸神經網絡(Recurrent Neural Network, RNN)和卷積神經網絡(Convolution Neural Network, CNN),超過目前任何單一分割方法的效果。基於Dr. Wise AI肺結節輔助診斷系統對基線以及所有隨訪的胸部CT影像數據進行肺結節自動檢出和分割,自動計算出pGGN的直徑、密度、體積、質量、VDT(體積倍增時間)和MDT(質量倍增時間),並通過以上量化指標探究肺pGGN的自然生長規律,準確測量pGGN的生長速度,並評估影響pGGN生長的危險因素,為臨床上管理pGGN提供了重要的參考。本研究的結果表明,深度學習技術可輔助揭示pGGN的自然生長規律;其中長期存在的pGGN表現為惰性生長;有分葉徵和較大基線直徑、體積和質量的pGGN隨訪過程中更容易出現生長。
圖1. 分葉狀徵、初始平均直徑、初始體積和初始質量是預測pGGN是否進展的關鍵指標
同時,深睿研究院與北京理工大學合作完成的論文「A deep network for tissue microstructure estimation using modified LSTM units」(https://doi.org/10.1016/j.media.2019.04.006)被刊登在Medical Image Analysis(MIA)。MIA是國際醫學圖像計算和計算機輔助幹預會議MICCAI的官方期刊,創刊於1996年,關注將計算機視覺、虛擬實境和機器人技術應用於醫學影像領域的科研成果,其影響因子逐年上升,2018年達8.88,行業內知名專家學者關注度極高,被譽為高質量論文的衡量標尺。
本論文基於改進的長短時記憶(Long-Short Term Memory,LSTM)單元提出了一種用於估計組織微觀結構的通用深度網絡MESC-Net,提升了彌散磁共振成像 (Diffusion Magnetic Resonance Imaging,dMRI)質量。dMRI為非侵入式評估組織的微觀結構提供了一種獨特的工具,但由於模型較為複雜,通常需要帶有大量彌散梯度的掃描序列來提升圖像質量,而這導致了掃描時間的延長。在使用較少的彌散梯度時,用複雜信號模型來精確描述組織的微觀結構具有一定的挑戰性。所以,如何基於較少的彌散梯度得到較好的dMRI圖像質量是科研上持續探索的一個難題。
本文提出的MESC-Net網絡在彌散梯度減少的情況下可以提升圖像質量,對於臨床掃描上的價值則是可以縮短掃描時間,提升臨床效率。另外,本研究提出的網絡結構是一種通用的估計微觀組織結構的網絡,而不只是局限於某一種模型,為了驗證該算法的通用性,實驗還評估了基於三種信號模型NODDI(neurite orientation dispersion and density imaging)、 SMT(spherical mean technique)、 EAP(ensemble average propagator)估計得到的組織微觀結構結果。實驗結果表明MESC-Net可成功地應用於三種不同的模型,該方法可以作為組織微觀結構估計的通用方法,擁有廣泛的臨床應用前景。
圖2. 基於NODDI模型用MESC-Net計算得到的vic/viso/OD的橫截面示意圖,AMICO/MLP/MEDN/MEDN+/m-MEDN+均為對比方法
深睿醫療是一家注重前沿科技探索的公司,作為AI醫療領域的引領者,始終堅持將最先進的人工智慧技術應用到醫療領域,以俞益洲教授(ACM 傑出科學家/IEEE Fellow)為核心的深睿研究院,一直致力於探索前沿的人工智慧科技在醫學領域的應用,通過Dr.Wise 多模態科研平臺的助力,不斷深化與醫院、高校在臨床問題上的科研合作,提升科研效率,產出高質量的科研論文,並促進成果轉化,讓前沿人工智慧技術和研究更加貼近臨床需求,讓AI真正落地到實際臨床場景,助力國家智慧醫療建設。
進入2019年,深睿研究院有8篇論文入選人工智慧頂級會議CVPR2019,實現了圖像識別與醫學影像分析等技術的創新性突破,躋身中國論文發布數量排名前列的科技公司之一。在今年10月召開的醫學影像分析頂級國際會議MICCAI和11月召開的國際計算機視覺頂級會議ICCV上,深睿研究院又有10篇關於醫療人工智慧領域的科研論文被收錄。截止到目前為止,深睿研究院已發表50餘篇頂級學術論文,累積影響因子超過80,論文接收率超過50%,彰顯出深睿研究院強大的科研能力。
來源:消費日報網