代码逐险:AI与主动脉夹层的生死竞速

09-04 06:06
他们用一串代码,追逐那颗即将“引爆”的心脏。

The following article is from 差评前沿部 Author 世超


或许大家还记得,几个月前我们曾介绍过阿里达摩院的胃癌筛查AI。当时文章评论区里,很多朋友分享了自身经历和陪伴亲人的故事,令人动容。


之后,差评君还带着公司小伙伴去浙江省肿瘤医院做了筛查,所幸大家都没有风险。编辑部同事和很多朋友一样,都期望医疗AI能不断进步,让大家都能平安健康。


前些天,达摩院的朋友告知我们,他们又成功研发出一个能拯救生命的AI医疗模型。这次与之前不同,如果说癌症筛查模型是从死神手中抢人,那这次就是和死神赛跑。


因为他们此次面对的病魔,是主动脉夹层。


若你没听说过它,希望永远都不要碰到。这是胸痛急诊门诊中极为恐怖的杀手之一。发病24小时内,每小时死亡率增加1%,若不干预,发病第二天死亡率达50%。


在所有患者中,两周内整体死亡率超75%,一百个患者中,只有不到四分之一能生还。


这种疾病如此恐怖,是因其病理机制特殊。主动脉是人体最大的动脉,直接与心脏相连,负责将心脏泵出的血液输送到全身。


由于高血压等因素,动脉血管壁会老化。一旦脆弱的血管内壁被血流撕破,血液会迅速涌入撕裂口,在血管壁中层和完整的血管外层间积聚,像血做的气球般越鼓越大,直至堵死整条血管。


被堵住的部位可能是为身体各处供血的动脉,也可能是心脏自身的动脉,所以主动脉夹层可能引发中风、心脏病、肾衰竭等多种问题。


但这还不是最可怕的。


主动脉夹层真正恐怖之处在于,充血气球的外壁十分脆弱,随时可能爆开。一旦爆开,血液会瞬间灌满胸腔,死亡率100%,无药可救。


所以,主动脉夹层本质上是藏在血管里的定时炸弹,极度危险。


更麻烦的是,这个病还不好查。


据默沙东诊疗手册,多数主动脉夹层患者会感到胸前疼痛,通常是突发剧痛,部分人可能因疼痛晕厥。但因夹层位置不同,疼痛也可能出现在两肩间的背部、腹部或下背部。


这样的症状很难与心肌梗死、胰腺炎等疾病区分,对医生专业素养要求极高。


在医疗资源较差的地区,极易误诊。一些文献显示,主动脉夹层急诊首诊误诊率可达30%以上,部分资料统计结果甚至高达48.8%或60%。


2020年,我有个33岁的老乡,早上八点因胸痛去市医院,从普通CT到心电图、心肌酶挨个检查,7个小时后才做增强CT,确诊为主动脉夹层。检查过程中,他因疼痛难忍哭闹,接诊医生还给他打了一针止疼针。


确诊后前往西安手术途中,因时间拖延,主动脉破裂。当时距离西京医院只剩20分钟路程,但死神还是抢先一步,最终抢救无效死亡。


实际上,即便在医疗条件较好的地方,主动脉夹层患者从入院到急诊平均也需4.3小时,这还得医生识别迅速。


而从确诊到手术也需要时间,对患者来说,每过一秒,生还几率都在降低,这就是为何说对抗主动脉夹层要和死神赛跑。


2022年,浙大一院血管外科主任张鸿坤团队的向一郎,在一个深夜遇到一位胸痛患者。急诊医生对其平扫CT片子拿不准,图像上血管和周围组织模糊不清。


此时患者感觉疼痛减轻,想离开,幸亏向医生拦住他,要求做增强CT。结果令人冷汗直流:小伙的主动脉已出现溃疡,再晚一步可能破裂,后果不堪设想。


在全国,每天超一半的胸痛患者因各种原因拍的都是这种看不清的平扫CT。


如果人眼看不清,那AI呢?


主动脉夹层的早期迹象可能只是血管壁上几毫米的密度变化、轻微的不规则肿胀。这种信号极其微弱,在CT灰度图像里难以察觉,而这正是AI的强项。


与此同时,同在杭州的阿里巴巴达摩院,资深算法专家许敏丰曾用平扫CT识别新冠肺炎的AI模型。达摩院的另一个团队也在研发能筛查胰腺癌、胃癌的AI。


于是,浙江大学医学院的张鸿坤医生与达摩院的许敏丰一拍即合。


双方合作了三年。


为让AI准确识别CT上的病灶,医生们先在数据库的清晰增强CT上仔细画出血管轮廓,再用算法将这些标准答案与模糊的平扫CT对齐,最终让AI学会仅依靠平扫CT预测主动脉血管是否有问题。


经过三年多的磨合,名为“iAorta”的模型诞生了。今年8月,该研究登上了nature medicine。


论文中,科学家回顾了13万名急诊胸痛患者,其中121名主动脉综合征患者初诊时被遗漏。但将这些患者的平扫CT交给iAorta后,109人被确诊,漏诊率从48.8%骤降至4.8%!


这意味着,若此前有这个模型,超95%的患者可提前确诊并接受治疗。


虽然回顾过去令人遗憾,但更令人震撼的是,它已开始拯救生命。


和肿瘤医院一样,浙大一院等试点医院的医生会将患者的CT检查结果放入AI模型筛查,密切关注每张片子。


前段时间,上海一家试点医院的胸痛中心,两个月内iAorta从15584名患者中精准找出21个主动脉夹层患者,敏感性达95.5%,特异性达99.4%。


这21名患者的平均确诊时间缩短至1.7小时。每提前一小时,就为生命争取了1%-2%的生机。


其中一位43岁的大哥,上腹部疼了12个小时才来医院,医生初步怀疑是胆结石,开了上腹部平扫CT。检查刚完成,结果还未到医生手中,iAorta就发出红色警报,接诊医生立刻安排增强CTA,最终确诊为主动脉夹层。


从入院到确诊,仅用了94分钟。


若没有这个AI,这位大哥可能会在胆结石的诊疗路径上越走越远,而他体内的“炸弹”随时可能爆炸。是AI将他从死神手中拉回,拯救了他和他的家庭。


如今,这个AI已在浙江首批10家医院部署,一张全省的救赎之网正在形成。


更令人感动的是,它不仅服务于大医院。


绍兴市中心医院部署AI后,下属乡镇卫生院拍的片子数据实时上传,云端AI一旦发现问题立刻预警,病人能迅速转运到中心医院,形成了“15分钟抢救圈”。


浙大一院的张鸿坤主任表示:“AI永远无法替代医生。但年轻医生若需经历漏诊才能成长,代价太过惨痛。我希望通过AI技术,让更多医生更有底气。”


这正是这项技术的伟大之处。


科技进步不应是冰冷的炫技和拉大差距的工具,而应是有温度、普惠且能缩小差距的力量。


从筛查癌症到与主动脉夹层赛跑,AI正逐步深入临床最危险、最紧急的领域。达摩院的愿景是“一扫多查”,未来做一次普通平扫CT,AI就能同时筛查出肿瘤、心血管急症、骨质疏松、脂肪肝等疾病。


这听起来像科幻电影,但正在成为现实。


届时,刚毕业的年轻医生也能成为拯救生命的勇士;偏远地区的人们也不会因时间和距离而失去生命。


我们期待那一天的到来。


撰文:纳西


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