用大數據與AI技術介入癌症篩查防治,福州這個公司開啟醫療新時代

魚露、螃醬蜞、糟菜、幹鹹魚……這些都是福州,尤其是長樂人餐桌上常見的調料或食品。很多人不知道,福建是我國胃癌的高發省份之一,福州的長樂、連江、羅源、馬尾這四個地方,胃癌發生率更是成了國內典型,很大的原因就是因為這些醃製、高鹹的調料和食物實在太受人喜歡了。

癌·症

據最新的全國惡性腫瘤年報(根據2017年全國各登記處上報的2014年惡性腫瘤登記資料進行分析),我國癌症的發病率排名前四的為肺癌、胃癌、 結直腸癌和肝癌,而在福建惡性腫瘤發病首位的是胃癌,在死亡首位的是肝癌。

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△中國惡性腫瘤發病情況



根據年報,2014年我國新發的惡性腫瘤病例約380.4萬例,死亡病例229.6萬例,平均每分鐘7人被確診為癌症,4人因癌症導致死亡。

就在前不久,加拿大一位年僅33歲的母親通過媒體控訴當地的醫療體系,2年預約不上醫生,等終於拿到檢驗報告的時候,她已經是癌症晚期,錯過了最佳治療時期。


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相信大家如今不再像十年前一樣談癌色變,大家也都知道,即使罹患癌症,越早發現越早治療,就越有機會痊癒。清華-福州數據技術研究院在癌症早期篩查、提高癌症診斷效率等方面,已經有不少國內領先的研究成果。

清華-福州數據技術研究院由福州市人民政府與清華大學共同合作成立,結合福建大數據產業發展和福州健康醫療大數據產業發展規劃,致力於精準中醫、智慧海峽、數字健康三大縱向應用領域建設,同時夯實智能計算平臺、數據共享應用、智慧無線寬帶三大橫向基礎設施,實現三縱三橫發展戰略。

病理雲—提高癌症診斷效率


病理診斷是癌症以及其他疾病的最終診斷,然而我國當下的病理診斷效率普遍較低,並且中國的病理醫生缺口不斷在擴大,對於數額龐大的癌症患者來說,這是不容樂觀的情況。

來自清華大學自動化系江瑞副教授

率領的科研團隊利用人工智能技術,基於海量病理圖片學習得到的模型,實現對病理切片圖像的精確識別,生成輔助診斷報告。平均需要30分鐘的閱片時間,利用病理雲技術能縮短到1分鐘,從而大大提升病理診斷的效率。


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△智能診斷大數據界面




江瑞為清華大學自動化系長聘副教授,清華大學數據科學研究院醫療健康大數據研究中心副主任,清華大學數據科學研究院RONG教授。團隊長期從事人工智能、機器學習相關領域的研究,面向的基礎醫學領域包括臨床表型、生命組學、影像組學、醫院管理,通過人工智能技術包括語音理解、知識表述、深度學習、智能推薦等算法,最終產生醫療健康知識庫,決策模型、診斷模型、治療模型。


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△病理-診斷界面



在江瑞教授的帶領下,隨著智能病理系統的推廣以及與各地醫院的深入合作,可以實現對各地診斷任務的監控以及高發疾病的統計。

利用大數據與人工智能,識圖知症,提高了病理診斷的效率,不僅僅為患者和醫生節約了更多時間,也能更精確地得到病理報告,為後續的治療提供了極大的便利。

液體活檢癌—助力早診早治


清華大學自動化系汪小我副教授帶領的科研團隊,利用前沿的AI技術,從DNA測序數據中精確定位肝癌發生的信號,用於臨床癌症篩查。

在早期癌症檢測方面,主要面臨著信號弱、數據量較小的情況。但應用AI技術,可以解決DNA測序數據用於癌症檢測領域中信號弱、噪聲高、重複性差等問題。

研究院的科研團隊,從血液中無創穫取DNA大數據,整合多層次基因信息,放大癌症相關信號,那麼即使是少量血液,也可以篩查出多種癌症,大大提高了早期篩查中的預測準確度。


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△液體活檢癌流程示意圖



以肝癌為例,按照該科研團隊提出的癌症篩查方法,預測準確率可以達到90%,遠高於行業水平。

清華大學自動化系汪小我副教授主要研究方向為生物信息學,是國家自然科學基金優秀青年基金獲得者和教育部新世紀優秀人才,在生物分子的模式識別方法、高通量測序數據的信息挖掘、人工合成基因線路的設計理論等有著深入的研究。

汪小我教授團隊的研究有助於提高篩查準確度、增加癌症篩查種類,通過癌症篩查助力癌症的早診早治。

數字化光子影像—無創無輻射癌症篩查


除了基於DNA測序的癌症篩查技術,研究院還研發了一套光聲/超聲多模態數字化光子影像系統——融合了光聲成像(PAI)、B超、彩超、人工智能和大數據技術的新型智能化臨床醫學影像產品。該項目由清華大學電子工程系的青年科學家馬聘博士

團隊負責。

該產品無創無輻射,能夠實現生物組織結構成像、彩超形態學成像和光聲功能成像,獲得血含量、血紅蛋白、血氧含量等定量數據,產品目前主要以乳腺癌早期診斷為落地點。


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△數字化光子影像在乳腺癌診斷上的應用示意圖




馬騁,清華大學電子工程系助理教授,“青年千人”專家,研究方向包括複雜介質中電磁波傳輸,光子-聲子耦合作用在生物醫學中的應用,光聲顯微及計算斷層成像,激光波前整形及自適應光學,深層生物組織光學成像、治療,以及光遺傳學。

馬騁團隊利用AI技術,實現數據蒐集和分析、自主學習、智能化圖像識別與歸類診斷,降低了對高水平醫生的需求數量。能夠廣泛部署於各級醫院和體檢機構,普及早期乳腺癌篩查。

通過這套影像系統,也能實現惡性腫瘤的早發現早治療,從而提高治癒率。極大程度上減少中晚期乳腺腫瘤醫療費用和病人自身的痛苦,具有極大的經濟效益和社會效益。

精準打擊—智能靶向藥


傳統藥物研發模式耗時長,成本高,風險大。隨著生物技術和信息技術的發展,利用合成生物學開發生物新藥取得了突破性進展,人工智能已成為新藥開發的重要手段。

基於前期研發的溶瘤病毒基因藥物,清華大學的謝震教授帶領的科研團隊,針對其開發流程中的多個重要階段,聯合應用AI技術和合成生物學技術,開發靶向腫瘤治療的生物標誌物,設計腺病毒毒種序列結構,優化臨床試驗方案和數據管理。

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謝震教授現任清華北京信息科學與技術國家研究中心研究員,清華大學合成與系統生物學中心執行委員。2011年入選國家首批”青年千人”計劃。團隊長期致力於信息與生命科學相融合的醫學合成生物學研究,該項目團隊將模塊化編程方式應用在藥品研發上,智能靶向藥開發平臺開創了一種精準的癌症藥物開發模式。

電影《我不是藥神》具象了白血病患者面對高額藥費的淚水與苦楚,那麼研究院將給癌症患者帶來新的福音——當藥品研發的時長、成本、風險得以把控,未來癌症治癒率和新藥物售價,將不那麼令人望而生畏。

胃健康—讓福州更健康


清華-數據研究院的精準中醫研發團隊針對福州胃癌高發的情況,研製了“胃健康預警系統與極早期胃癌精準診斷試劑盒”。

這項成果利用人工智能與大數據技術,有機融合中西醫,實現胃健康風險評估與智能預警,篩選出胃癌高風險人群,採用極早期胃癌診斷試劑盒精確早診,從而實現胃健康智慧防治。


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隨著科學技術的進步,傳統中醫中藥產業正迎來一場翻天覆地的技術突破與產業革命,來自清華大學的李梢教授,領銜精準中醫研究團隊近二十年來深耕於“生物信息學與中醫藥現代化”研究領域,利用大數據、人工智能、生物信息學和網絡藥理學等方法,逐步揭開中醫藥“黑箱”的奧秘,研製了以自主核心技術為支撐的系列成果,並依託清華-福州數據技術研究院,在福州實現轉化應用,助力實現“數字福州與健康福州”。

李梢教授出生於醫學世家,是清華大學教授、清華信息國家實驗室中醫藥交叉研究中心主任、生物信息學部副主任。李梢教授團隊在福州已經啟動“精準中醫,健康扶貧”項目,並長樂胃癌高發區落地應用,有望實現高危人群的個性化智慧防控

此外,研究院還推出了“福州胃健康”APP,通過智能終端,自助錄入望、聞、問、切的信息。在用戶選擇需要上傳的數據後,系統將對其進行全面的計算評估,給出中醫健康指數結果、以及個性化健康指導,用戶可通過APP,輕鬆掌握日常健康動態,獲得全面的中醫健康指導,實現個人胃健康的實時評估、監測和管理。


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癌症防治,是一項全民參與的健康事業。清華-福州數據技術研究院利用時代前沿技術,大力發展醫療科技,提高疾病的診斷、治療效率,同時堅持以人為本的研發理念,努力為患者減輕痛苦,併為患者、社會與國家減輕經濟負擔,為我國的健康事業貢獻力量!


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