血细胞AI系统亮相新桥

文/本刊记者 郭潇雅 通讯员 曾理

血细胞AI 智能影像诊断系统覆盖临床现有大部分常见类型，病理符合率高，基本满足临床需求。

49类

血细胞AI 智能影像诊断系统可为临床提供49类血细胞识别

0.01秒

其全景识别速度为0.01 秒

90%

识别准确率高达90%以上

在人体血液和骨髓中，有丰富的白细胞、红细胞、血小板、粒细胞、巨核细胞、淋巴细胞等，其中影像学检查诊断细胞形态是否有异常改变，是临床诊断血液和淋巴系统疾病的重要依据，所以这项检查又被称为血液病患者最终的“判决书”。以往的血液实验室检验诊断，主要以人工显微镜观察为主，由于手工操作和医师经验差异等因素，严重制约了其临床应用和发展速度。

近年来，随着人工智能技术（AI）日新月异的发展，为临床血液形态学检查拓展了一条全新的路径。2018年，陆军军医大学新桥医院（以下简称“新桥医院”）血液病医学中心牵头研发了一项血细胞AI智能影像诊断系统（以下简称“血细胞AI系统”），将人工智能技术具体应用在医学影像的诊断上。

陆军军医大学新桥医院血液病医学中心主任张曦教授介绍，血细胞AI系统经过五年的“学习”后，目前识别率超过90%，已获得“国家医疗器械Ⅰ类资质证书”,从一名“小学生”摇身一变成为“大学生毕业生”，并已收到多家国内知名医院抛来的“橄榄枝”，即将走上“实习岗位”。

研发攻坚克难

新桥医院血液病医学中心始建于1975年，历时40余年的建设和积淀，在最近几年中取得了跨越式发展。中心下设干细胞与生物治疗、白血病、淋巴肿瘤3个临床亚专科和血液与干细胞医学、血液病智能诊断、金凤干细胞转化实验室3个实验室，拥有普通/层流病床202张、百级层流病房50间，年造血干细胞移植能力500余例，稳居西部第1，全国前5。

在中心名誉主任阮长耿院士、人才导师卞修武院士的指导下，近年来中心获国家自然科学基金重点、优青项目、国家干细胞重点研发专项、科技部支撑计划、军队重大课题等156项；发表论文700余篇，主编及副主编专著8部；获国家发明专利、实用新型、软件著作权129项，执笔和参编全国专业指南共50项；获得国家科技进步二等奖、中华医学科技进步一等奖、重庆市科技进步一等奖等荣誉；先后被评为重庆市创新群体、重庆市优秀研究生导师团队、全国人文爱心科室等称号。

张曦对记者说，中心的医疗技术特色主要在血液肿瘤（白血病、恶性淋巴瘤、多发性骨髓瘤）的综合诊疗方面，特别聚焦“白血病造血微环境与造血干细胞移植”的临床转化研究。为了更好地开展科研工作，团队成员很早就关注到了人工智能这个先进的技术及在医学领域的应用，并于2017年，开展了一些细胞影像与人工智能相关的基础研究。2018年，中心牵头成立了重庆市人工智能细胞影像工程研究中心，组成了由AI专家、细胞形态学检验专家和临床医学专家参与的研究团队，形成了完整的“产学研协同”创新模式。

据张曦介绍，这套血细胞AI系统的研发历经3个阶段：一是团队及平台的搭建，主要是人才的发现和配备，基础设备的购置，核心算法及标准细胞数据库的建立，以及寻找AI领域的合作伙伴；二是样本训练和算法测试，这是十分繁琐、费力和长时间的工作，这几年实验室研发团队训练测试了上百万个细胞样本，不断进行算法的优化和改进；三是建立外周血人工智能分析系统，并对系统进行临床试验及产品注册，开展临床应用推广。

研发的重点在于系统如何实现快速检测及智能诊断，研发的难点在于如何实现外周血细胞形态学检验技术自动化，并提高图像分析的精准度。为了满足不同医疗机构的早期、快速、便捷、精确诊断等应用需求，研发团队一方面加强图像识别的核心算法，将算法应用于感知环节，对影像这类非机构化数据进行分析，获取一些有意义的信息；另一方面加强系统对大数据的深度学习，通过大量的影像数据和诊断数据，不断对神经元网络进行学习训练，促使系统掌握精确“诊断”的能力。

诊断快速精准

2022年3月，血细胞AI系统研发项目被纳入“市级创新平台新序列”，项目中自主研发的“人工智能外周血图像分析系统”入选工信部2022人工智能医疗器械创新任务“揭榜挂帅”榜单。同时该系统获得国家医疗器械注册证及国家药监局医疗器械生产许可证。

张曦表示，该系统的研发适用于各级医疗机构在临床中对外周血血细胞进行形态学检验，通过对镜下细胞影像采集和细胞形态学人工智能识别，对血细胞进行智能分类和计数，并给出诊断参考结论，为临床提供辅助诊断依据。

相比传统的人工显微镜检测，血细胞AI系统具备两大优势。首先是提高了劳动效率。通过人工智能来识别血细胞，可以把检验人员从繁重的工作中解脱出来。例如，医院检验人员分类计数一份骨髓标本，出报告时间至少需要30分钟，而人工智能分类时间不到1分钟，这样就大大提高了出检验报告的效率。

其次是提高了实验诊断的准确率。人工智能经过大数据的训练，细胞识别准确率高达90%以上，能够达到高级检验师的水平。这就可以弥补一些基层地区检验人员水平参差不齐的问题。同时，反过来AI系统还可以充当老师，来教授基层的检验人员，提高他们的诊断水平。

工作人员利用血细胞AI 智能影像诊断系统做检验。

张曦告诉记者，运用人工智能技术的辅助诊断功能，将是未来外周血细胞形态学检验诊断的主要发展趋势。随着血细胞AI系统在临床的推广运用，其学习能力将进一步得到提升，为外周血细胞形态学检验诊断带来突破性进展，并可能逐渐替代大部分人工显微镜形态学检查。

尽管在不少业内人士看来，这款“AI+医学影像技术”系统依托于大量临床病例的学习与积累，新桥医院在这一领域的研发已处于世界前沿地位，但张曦认为该系统仍有升级的空间。

下一步，研发团队将进行人工智能细胞识别算法改进和优化，并通过用户的反馈，进行产品的升级和完善。例如构建基于外周血/骨髓形态学检验的血液系统诊断知识库及全国血细胞影像数据库，迭代推出相应的骨髓人工智能分析系统、体液脱落细胞、人机互学教学及远程会诊系统综合智能诊断平台等。

记者了解到，目前除了新桥医院血液病医学中心正在积极开展血细胞AI系统的临床推广外，国内的其他多家单位均同时在进行应用推广，并取得了临床试验报告及推广应用证明，均显示适用效果较好，识别准确率高。新桥医院拟成立全国多中心的研究推广项目，旨在提高全国外周血血细胞检验的临床技术诊断水平，造福更多患者。