“医疗+AI” 开启智慧阅片新时代 迈瑞医疗加速优质医疗资源普及

　　从千亿公里外看地球，是浩瀚星河中的一点；而在显微镜下看细胞，同样有“沧海一粟”之感。

　　在“人体小宇宙”中，37万亿个细胞各司其职，其中既有白细胞、红细胞、血小板等常见细胞，就像我们熟知的太阳系行星；更有种类繁多的异常细胞，就像神秘而罕见的未知星体。正是这些未知，可以作为许多异常疾病的诊断依据，但其“观测”难度也可想而知。

　　如今，有两家来自深圳的顶尖公司，携手向观测这个“微观宇宙”发起了挑战。

　　今年3月，迈瑞医疗和腾讯AI Lab共同研发的“全自动外周血细胞形态学分析仪”，正式进入国家药品监督管理局创新医疗器械特别审查程序。

　　“一南一北”的顶尖碰撞

　　从深圳科技南路一路向北，能看到迈瑞医疗总部；而从这条路往南，就是腾讯滨海大厦，两家公司步行不过十分钟距离。虽已在各自领域取得顶尖成果，但此前双方并无过多交集。

　　转折发生在2018年。当时，腾讯AI Lab医疗中心组织团队到迈瑞进行了一次参观。本是一次日常交流，但腾讯团队注意到了他们正在研发的“阅片机”。“我当时就想，高效阅片，不正是人工智能擅长的吗？”该中心副总经理韩骁告诉记者。

　　如今到医院体检，抽血已是常规项目，血液样本中各种细胞的数量、形态、质量等，都可以作为疾病判断依据。其中，形态是重要参考，却也观察难度最大，形状、颜色的细微差别，都有可能导向完全不同的诊断结果。

　　要保证分析质量，不出现漏诊，日常检测中，应对20%左右的血涂片再次进行镜检。然而目前国内部分医院达不到这个标准。

　　“临床需求和医生数量太不对等了，一家三级医院可能只有1-2位形态学专家，根本满足不了镜检需求。而进口阅片机又贵，在三级医院尚不能普及，对于广大基层医院来说更是遥不可及。”迈瑞医疗中国区体外诊断总经理罗晓亮表示，“迈瑞自研阅片机，就是希望打破进口垄断，为恶性疾病的筛查把好第一道门。”

　　以科技赋能，让优质医疗资源普及更多人，迈瑞的追求也是腾讯的目标，接下来的合作顺理成章。

　　2021年1月29日，迈瑞医疗与腾讯AI Lab签署全面合作框架协议，共同研发血液细胞分析的AI产品，并进一步探索AI技术在体外诊断的融合与应用。

　　守护血常规第一道防线

　　时间回到2013年，迈瑞下决心要研发一款拥有自主知识产权的阅片机。当时国内相关领域可谓一片空白，只有一款售价高达百万元的进口产品，被用在少数三甲医院。

　　为什么这件事非做不可？因为迈瑞深知形态学人才的培养难度，他们曾将公司有一定医学背景的员工，送到顶级医院去培训，半年后才达到入门水平。

　　“细胞数量庞大，形态千变万化，任何一个细微处的颜色、形状不同，都有可能指向完全不同的疾病。所以学习形态学，多年积累和入门导师，缺一不可。”临床检验医生出身的罗晓亮，对自己当年的求学经历依然历历在目，“那时我们都是导师调整好显微镜角度，学生排队去观察细胞。显微镜调好了就不能动了，因为一动，细胞的样子就变了。”

　　门槛高、周期长、回报低，临床检验医生从事形态学的人数渐渐地越来越少。与之相对的，却是越来越大的临床检测需求。

　　仅以白血病为例，数据显示，目前我国每10万人中，平均有2.76名白血病患者，是国内的第六高发肿瘤，同时也是儿童及青少年第一高发肿瘤，具备恶性程度高、病情发展迅速的特点。儿童白血病如能及时发现，采用适当治疗手段，约半数以上可长期生存或治愈。

　　血常规作为患者就诊第一道筛查工具，守好这道防线，及早发现和确诊，能为临床治疗争取更多宝贵时间。

　　此外，迈瑞在血液检测领域已形成自己的产品线，形态学检查正是其全流程自动化的“最后一公里”。

　　灵光一现，多景深融合技术诞生

　　拓新之路注定充满波折。

　　在长达几年的时间里，迈瑞研发团队害怕听到的，就是来自形态学专家的“No”。

　　为打磨出一款符合临床需求的阅片机，自2013年起，迈瑞团队走访了全球数百家医院，与近50位形态学和病理学专家反复沟通。

　　“一句话总结，阅片机就是要把立体的细胞形态，进行‘平面成像’，同时要保证图像质量和拍摄效率。”迈瑞医疗体外诊断事业部总经理闫华文说，“但真正做到这一点，我们探索了数年。”

　　要让机器拍摄的图片，达到人眼观察到的效果，迈瑞一开始就从“相机”“镜头”“材料”等方面入手。最初成像的版本发给形态学专家后，经常得到“No”的回复。“团队最开始备受挫折，我们尝试从传感器、光学照明系统等多方面进行调整，但专家们总觉得差强人意，没达到他们想要的水平，就这样更新了四五代产品。”闫华文告诉记者。

　　直到有一次照例与医生一起工作时，团队注意到他们在观察复杂细胞时，会反复调节显微镜的焦点，看清细胞所有层次的细节，从而判断细胞的种类。“就像侦探破案时的灵光一现，这个举动一下启发了我们，细胞是立体的，我们要拍出各维度的细节。”闫华文回忆道。

　　见细节而非表象，见整体而非局部。明确了这一目标，团队模拟医生手动调焦，为阅片机开发了多景深融合技术，创新性地实现了为每一个细胞，在不同景深捕捉20张图像，并将每一张中最为清晰的部分叠加在一起，这才组成了最终的成像。

　　“通过多景深融合拍出的样片一出来，我们立即发给了全国多名专家，得到的回复全部是‘Yes’！”闫华文至今记得当时的激动心情。

　　“左右互搏”，融会贯通

　　所谓阅片机，除了拍片，阅片也是基本功，而这离不开AI的加持。

　　自签订合作协议后，迈瑞与腾讯之间的那段十分钟的路程，也被“越走越近”。

　　“合作初期，我们成立了一支由迈瑞的成像专家、临床专家，腾讯的人工智能专家和一些外部医学专家组成的联合团队，他们也成为了攻克阅片机的中坚力量。”闫华文说。

　　所谓隔行如隔山，由于双方的专业背景、语言体系有很大差异，初期合作也经历了一段时间的磨合。看到一个细胞，迈瑞临床专家第一反应是这是疾病哪个阶段、如何用药，而在腾讯AI专家眼里，它则是一行行代码。“这种差异有点像学习左右互搏之术，需要两者融会贯通，才能打磨出成熟的产品。”韩骁说。

　　虽在AI+医疗方面已有不少探索，但细胞形态分析对腾讯AI Lab来说，也是一个新的挑战。据韩骁介绍，团队采用多项自主研制的先进AI计算解决方案，面对庞大混有噪声的上百万数据，大幅缩短训练时间，提升迭代次数。同时，算法工程师使用多智能体模拟，通过多个专家系统所组成的决策系统，提升整体细胞形态的分析性能，做到异常和恶性细胞不遗漏、疑似细胞有提示。

　　值得一提的是，团队创新性地提出一种多层次细胞信息融合模型，用以细胞自动分类，于2022年4月获中国专利优秀奖。

　　此外，迈瑞的多景深融合技术解决了清晰度的问题，在保证效率方面还需算法加持。经过反复验证，该设备既能以新型航天材料的应用，保证仪器在高速运动时，进行平衡系统微小抖动所需要的刚度和韧性；又能通过结构的稳定与先进的高频曝光算法，解决水平与垂直方向上的微弱抖动问题。

　　种种创新设计，让阅片机做到了高速拍摄不停歇，0.1s拍摄20张图片，一小时完成60个血涂片检测。同时，灵活的单片进样更能够保障紧急情况下结果的迅速生成。

　　道路越走越近，专业越来越融合。从2018年的初次参观，到开启合作后，线上线下的随时沟通，科技南路上的一家小面馆，更成为双方的“临时会议地”。“常常中午一起吃顿面的时间，又能解决好几个问题。”韩骁告诉记者。

　　开启无限可能的“任意门”

　　如果说位于科技南路一南一北的腾讯与迈瑞，此前是“门对门”，阅片机的研发，则为双方开启了一扇“任意门”，共同探索医疗行业的无限可能。

　　早在2017年，国家科技部印发了《新一代人工智能重大科技项目实施方案》，公布首批国家新一代人工智能开放创新平台名单，并明确依托腾讯，建设医疗影像国家新一代人工智能开放创新平台。“如何用这个平台更好地服务医疗行业，是我们不断在思索的命题。与迈瑞的合作，刚好在平台获批后开启了。”腾讯健康智慧医疗专家架构师宋春玲说。

　　要让AI从实验室走向临床，需要不断寻找场景需求，此次迈瑞阅片机的研发，正是其中之一。

　　“我觉得这次跟迈瑞的合作，可以说是互联网科技企业与传统医疗行业的一个标杆，为产业链条上不同类型的企业提供了合作示范。”韩骁告诉记者，“为什么这次可以很快碰撞出合作点？是因为双方愿景一致，就是科技服务人类。在技术积累上，又能互相取长补短。”

　　除形态学检测外，腾讯AI Lab未来还将与迈瑞医疗共同探索人工智能技术在体外诊断其他领域的融合与应用，如尿液分析、智能实验室、体外诊断大数据等。

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