五四青年节前夕,联影智能高级研发副总裁、首席科学家高耀宗博士荣获由共青团上海市委员会、上海市人力资源和社会保障局授予的2023年度上海市青年五四奖章标兵称号。
作为1986年出生的青年科学家,高耀宗博士已在医学影像和人工智能领域发表国内外论文百余篇,论文累计被引上万次,曾获上海市第一批人工智能高级工程师职称、上海市五一劳动奖章等荣誉,2020年入选上海市青年拔尖人才计划。其主持或参与的项目曾获IEEE ISBI国际会议胸部危及器官分割一等奖,上海市科学技术进步一等奖、二等奖,北京市科学技术进步一等奖,世界人工智能大会卓越人工智能引领奖(SAIL)等多个奖项。
2017年,联影智能成立。同年,高耀宗博士放弃美国优厚待遇,成为联影智能首名研发科学家,并着手上海联影智能医疗科技有限公司筹备工作。
“国内患者多、医生工作量大,医疗AI是提质增效的关键。许多医生对AI都有强烈的兴趣与热情,而医疗AI需要与临床紧密结合,回应临床真切诉求,才能在临床诊治过程中发挥重要作用,从而服务更多的医生和患者。”谈及最初对医疗AI的理解,高耀宗这样表示。
当时,联影智能正在推进基于计算机视觉的智能CT项目,通过智能检测技术自动定位病人,实现自动摆位和智能扫描。凭借有关工作经验,高耀宗博士与联影智能的软硬件团队一拍即合,仅用两周时间便推出第一版AI模型,在两千多例不同摆位、表情、遮挡及光照不佳等测试场景下,达到99.8%检测准确率。
随后,高耀宗博士还率领团队还搭建了医疗影像人工智能平台,并创新性地提出了VB-Net网络结构,可以在保持医疗影像分割精度不变的前提下,将神经网络模型大小减少28倍。同时,他研发了适合三维医疗影像的人工智能推理引擎。在图像分割领域,相较国际开源的Pytorch和Tensorflow框架,该引擎可以降低75%神经网络推理所需的显存。这两项技术成功推动人工智能在医疗影像辅助诊疗领域落地,被广泛用于公司各个产品,相关专利也荣获了中国专利优秀奖,为公司高质量发展奠定坚实基础。
如今,高耀宗博士以独特的创新策略,带领联影智能团队快速成长,先后承担多项国家级重大项目。在以高耀宗博士为代表的优秀人才共同推动下,联影智能已成为一家能提供全栈全谱医疗AI解决方案的企业。
例如,高耀宗博士率领的联影智能团队通过算法优化,解决了传统的人工勾画器官与靶区流程繁复、耗时冗长的问题。
在临床中,器官与靶区勾画是放射治疗计划的第一步,也是最关键的一步。如果危及器官与靶区的定位与勾画不准确,将直接影响放疗效果甚至危害患者健康。但是,手动勾画通常需耗时数十分钟至一小时,效果和速度都不尽如人意,如何在保证勾画精准度的同时提升效率?
高耀宗博士从受呼吸影响形变最多、最难勾画的腹部器官入手,研究算法优化。最终将肝脏、肾脏、脾脏等主要腹部器官的勾画时间从29秒提速到业界领先的1秒,精准率提升至98%。即使在传统算法勾画失败的数据集上也能实现秒级精准勾画,成功将放疗全流程缩短至分钟级,极大提高放疗效率和精准性。
基于独创的分割算法,联影智能放疗轮廓勾画软件目前已支持超过100个主要危及器官与靶区的全自动分割,实现医学影像的亚秒级分割。因优异的分割表现,uAI分割算法曾斩获世界级分割比赛(SegTHOR Challenge 2019)冠军。
医疗AI还能为我们做些什么?高耀宗博士认为,医疗AI在影像分析方面的应用值得重视,临床医学影像上很多时候需要找寻细微病灶,AI展现出了超越人眼的敏感度与速度,解决了临床医学影像中病灶“细微难觅”与“变化难察”的问题。
对此,高耀宗博士分享了团队关于“医疗AI赋能脑转移瘤临床诊断”的代表性产业转化成果。“脑转移瘤分布不定、多发常见,微小转移灶非常容易漏诊。针对这个痛点,我们与中山大学肿瘤防治中心影像科合作,基于多年积累的脑分割技术,共同研发脑转移瘤辅助检测系统。”高耀宗博士表示。目前,该医疗AI系统已成为中山大学肿瘤防治中心大部分影像科医生的称手工具,相关研究成果在一年内两度在国际神经肿瘤顶级杂志发表。
关于“医疗AI赋能科研”的话题,高耀宗博士也表示,数据、算法、临床这三个要素是十分重要的。联影智能科研平台打通了这三个要素之间的桥梁,把AI作为工具提供给科研工作者。
如今,高耀宗博士先后带领团队推出AI算法中台技术,研发放疗勾画、肺结节检测、肺炎分诊与量化评估、脑转移瘤检测、肺栓塞分诊、PET/CT异常病灶检测等多项AI算法与应用,产品性能均达到业界领先水平,让医疗AI真正赋能设备与临床。目前,联影智能的全栈全谱医疗AI解决方案已服务于超过3000家医院,涵盖多个疾病领域。
“一个产品从研发到投入应用,我们往往需要用很长的时间跟医生共同推进、反复打磨,最终真正契合临床场景与需求。让AI守护人民生命健康非常有意义”。对于此次荣获表彰,高耀宗博士表示,将不忘初心、牢记使命,推动学术界、医学界跟工业界更紧密合作,研发更多全栈全谱的医疗AI产品和技术,造福医生与患者。