Şu anda Çin ilk AI + 5G operasyonunu tamamladı! Kalp hastalarının kalbini başarıyla yenileyin
Xin Zhiyuan Rehberi Şu anda, Guangdong Eyalet Halk Hastanesi ve Guangdong Gaozhou Halk Hastanesi, ülkenin ilk AI + 5G operasyonunu tamamlayarak kalp hastaları için başarılı bir şekilde "kalbi doldurdu". Operasyon sırasında yapay zeka teknolojisi, çalınan arabayı "açgözlü bir algoritma" ile başarıyla kurtaran Notre Dame Üniversitesi Bilgisayar Bilimleri Bölümü'nde kadrolu doçent olan Shi Yiyu'nun ekibi tarafından sağlandı. Bu operasyon aynı zamanda AI'nın klinik bir uygulamasıdır.
AI + 5G, kalp ameliyatını ilk kez başarıyla tamamladı.
Şu anda, Guangdong Eyalet Halk Hastanesi ve Guangdong Gaozhou Halk Hastanesi ortaklaşa "gişe rekorları kıran" bir canlı yayın sahneledi:
Gaozhou Halk Hastanesinin kalp dışı ameliyathanesinde doktorlar laparoskopik kalp ameliyatı yaptılar; Yaklaşık 400 kilometre aralık Guangdong Eyalet Halk Hastanesinin dışında uzmanlar, 5G tarafından iletilen gerçek zamanlı ultra yüksek çözünürlüklü operasyon görüntülerini büyük ekranda izleyerek Gaozhou Şehri'nin operasyonu hakkında uzaktan rehberlik sağlıyor.
Bu operasyondan önce, hastane, modellemeyi tek bir tıklama ile tamamlamak için kendi geliştirdiği tam otomatik AI denoising ve modelleme yazılımını kullandı. Harcanan süre 2-6 saatten iki dakikadan daha aza indirildi ve 3D yazıcı tarafından tanınabilen 3D otomatik olarak oluşturuldu. Doğrudan 1: 1 fiziksel kalp modelini yazdırmak için kullanılan dijital kalp modeli (STL formatı).
Ameliyatın yapay zeka teknolojisi kısmının, Guangdong İl Halk Hastanesinden özel bir danışman olan Profesör Shi Yiyu liderliğindeki bir ekip tarafından yönetildiğini belirtmek gerekir. Shi Yiyu, Notre Dame Üniversitesi Bilgisayar Bilimleri Bölümü'nde kadrolu doçent, doktora süpervizörü ve aynı zamanda Elektronik Bölümü'nde kadrolu bir doçent.
Bu yılın Ocak ayının başlarında, Xin Zhiyuan, Profesör Shi Yiyu'nun arabanın iki soyguncu tarafından soyulduğunu bildirdi. 24 saatten daha kısa bir süre içinde, uygulamayı başlatmak için cep telefonuna ve arabayı başarılı bir şekilde almak için "açgözlü algoritmaya" güvendi. Okuyucular etkilenmelidir.
Bu kez ülkenin ilk AI + 5G ameliyatına katıldı ve bir yıllığına hazırlanan Shi Yiyu ameliyatın başarısı tıp alanında da yapay zekayı daha etkili hale getirdi.
Hasta durumu: Doğuştan kalp hastalığı, kalp deliği
AI + 5G operasyonu 41 yaşında kadın hastaydı, doktora göre bu hasta doğuştan kalp rahatsızlığı geçirdi ve son zamanlarda işle ilgili çarpıntı ve 10 günden fazla nefes darlığı nedeniyle hastaneye kaldırıldı. Kardiyak renkli Doppler ultrason ve sağ kalp kateterizasyonu sonrası hastaya İkincil atriyal septal defekt .
Atriyal septal defekt aslında basit bir doğuştan kalp hastalığıdır.Eğer genç yaşta torakotomi yapılırsa operasyon nispeten kolaydır ve risk çok düşüktür. Ancak bu hasta 41 yaşında, ağır pulmoner hipertansiyon geliştirmiş ve kalp yetmezliği geliştirmeye başlamış, durum basit doğuştan kalp hastalığından karmaşık yetişkin doğuştan kalp hastalığına dönüşmüştür Kısacası, kalp normal bir şekilde gelişmemiş ve bir defekt oluşturmuştur. Dedim Kalpte bir delik .
Bu deliğin varlığı, hastanın kalbinin sol atriyumundaki kanın sağ kulakçığa geçmeye devam etmesine neden olacak, bu da sağ kulakçığın tüm kalbi üzerindeki yükü artıracak ve ayrıca pulmoner dolaşımdaki yükü artıracaktır.Zamanla kalp genişlemeye devam edecek ve pulmoner arter üzerindeki basınç devam edecektir. Yükseliş.
3D ile basılan 1: 1 kalp modelinden, hastanın kalbinin normal bir kişiden daha büyük olduğu ve normal bir kişinin kalbinin yaklaşık bir yumruk büyüklüğünde olduğu görülebilir.
Hastanın kalbinin tüm göğüs boşluğunun 2 / 3'ünden fazlasını kapladığı görüntülerle de gözlemlenebilir.
Atriyal septal defekt 41 yıldır hastalarda olduğu için, en iyi tedavi süresi atlanmıştır, bu nedenle geleneksel kalp ameliyatı yapılamamaktadır.En ciddi sonuç, kombine kalp-akciğer nakline ve hatta ölüme bile yol açabilir.
Aynı zamanda, hastanın kardiyopulmoner yetmezliğinin semptomları zaten ortaya çıkmıştır, bu nedenle operasyon sırasında dikkatli olunmalı, miyokardiyal koruma sağlanmalı ve perioperatif yönetim de bir zorluktur.Ayrıca torakoskopi altında operasyon doktorlar için daha zordur. Büyük sınav.
Hazırlık aşaması: AI 3D modelleme yalnızca 2 dakika sürer
Bu operasyon için, Guangdong Eyalet Halk Hastanesi, çoğu fikri mülkiyet koruması için patentlenmiş en popüler "siyah teknoloji" olarak tanımlanabilir. Profesör Yiyu Shi, ağırlıklı olarak ameliyat öncesi hazırlık aşamasında kullanılan AI kısmına katılmaktan sorumludur.
1. Görüntü sıkıştırma
Hastane görüntüleri topladıktan sonra, gerçek zamanlı görüntü aktarımı gerçekleştirmesi gerekiyor.Florida International Üniversitesi'nden Profesör Shi Yiyu ve Profesör Wen Wujie, önce makine öğrenimi odaklı bir görüntü sıkıştırma yapacak.Görüntü, veri alma ucunda otomatik olarak denoize edilecek ve sonra bölümlere ayrılacaktır. Modelleme.
Görüntü sıkıştırmanın başlangıç noktası geleneksel sıkıştırmadan (JPEG gibi) farklıdır.JPEG, insan görüşüne yöneliktir. Sıkıştırmadan sonra görsel kayıp olmadığından emin olmak gerekir. Bu çalışmada yapılan sıkıştırma yapay zeka modellemesi içindir, insan görüşüne değil, bilgisayar görüşü için görüntü sıkıştırmaya dayanmaktadır.
Sıkıştırma yoluyla, alınan görüntünün hacmi azaltılır ve görüntü bölümlemenin doğruluğu iyileştirilir, sıkıştırma oranı 3 kat artar ve bölümleme etkisi iyileştirilebilir.
Görüntü sıkıştırmanın sonuçlarıyla ilgili olarak, makale bu yıl Haziran ayında CVPR'de yayınlanacak.
Deneme konusu: Bulutlarda Etkili İletim ve Doğru Segmentasyon için Makine Görüşü Kılavuzlu 3D Medikal Görüntü Sıkıştırma
2. AI denoising
Yukarıdaki görüntü sıkıştırma işlemine, gürültüden arındırma teknolojisinin bir parçası da dahildir. Buradaki görüntü modelleme için kullanıldığından, gürültünün bir kısmı da sıkıştırma işlemi sırasında giderilir. Gürültü giderme açısından, görüntüdeki gürültüye odaklanmak için bir dikkat sinir ağı kullanılır.
Profesör Shinin ekibi her bir görüntüyü otomatik olarak denoize eder ve nihai sonuç, manuel müdahale olmaksızın doğrudan otomatik olarak modellenir. Bu şekilde, kalbin modeli 3 boyutlu yazdırılabilir bir modele yerleştirilebilir.
3. Makine öğrenimi ve geleneksel bilgisayar vizyonunun hibrit modellemesi
Yapısal kalp hastalığı olan hastalar için kalp yapısı normal kalpten çok farklı olabilir, bu nedenle Profesör Shi'nin ekibi makine öğrenimi ve geleneksel bilgisayar görüşü kullandı. Kalbin yapısındaki büyük değişiklikler için bazı geleneksel bilgisayarla görme yöntemleri kullanılır; kalbin bazı ince yapıları için hibrit bir yapay zeka mimarisi ve geleneksel bilgisayarla görme yöntemleri kullanılır.
Tüm kalbin 3D modelleme süresi yaklaşık 2 dakikadır ve doğuştan kalp hastalığının doğruluğu da% 70'lik geleneksel yöntemden% 12 daha yüksektir. Geleneksel 3D modelleme yöntemlerini kullanırsanız, birkaç saat sürebilir.
Bu modelin iki doğrudan etkisi vardır. İlk işlev, operasyon için hazırlanırken doktorun modeli 3D olarak yazdırmasına izin vermektir, böylece doktor operasyon için hazırlanırken başvurabilir ve hastanın kalbinin neye benzediğini ve sorunların neler olduğunu sezgisel olarak görebilir.
Modelin bir diğer önemli işlevi, operasyon sırasında uzaktan rehberlik sağlayan doktorların mevcut operasyonun ilerleyişini gerçek zamanlı ve dinamik olarak yönlendirmek için iletilen gerçek zamanlı görüntüleri ve önceki modellemeyi kullanmak için VR ve MR teknolojisini kullanmalarına olanak sağlamaktır.
Bu operasyonda hastane, kalp ameliyatının operasyonuna rehberlik etmek için 3 boyutlu bir modelleme yöntemi kullanır; ancak bazı durumlarda, acil kritik hastalar gibi bazı durumlarda, 3B baskı için zaman yoktur, sanal gerçekliğin sanal kalbini gerçek zamanlı olarak kullanabilirsiniz. Rehberlik de çok sezgiseldir.
Aşağıdaki şekil, AI'nın cerrahideki rolünü gösterebilir:
Cerrahi süreç: Kalp takviyesinin sanal gerçeklik gösterimi
Hazırlık çalışmasından sonra cerrahi işlemdir.
Video yükleniyor ...
Bu sabah 9:35 civarında operasyon resmen başladı. Guangdong Eyalet Halk Hastanesinin büyük ekranında (aşağıdaki resim), soldan sağa Gaozhou Halk Hastanesi, Gaozhou Halk Hastanesi ameliyathanesi, Guangdong Eyaleti Halk Hastanesi ve VR video operasyon gösterimi olmak üzere dört oynatma ekranı var.
Gaozhou Halk Hastanesinin operasyon sahası
Sitede oynatılan VR tanıtım videosundan, tüm işlem sürecini görebiliriz.
Operasyon öncesi hastanın sağ göğüs boşluğu 30 derece yükseltildi. Ardından cerrahi yaklaşımı, yani ana çalıştırma deliğini, ayna deliğini ve yardımcı çalıştırma deliğini belirleyin.
Hasta, yaygın olarak yapay kalp-akciğer makinesi olarak adlandırılan ekstrakorporeal dolaşım makinesi ile entübe edilecektir.Vücut soğuduktan sonra, doktor kalbi durdurmak için kardiyoprotektif solüsyonu tekrar doldurur ve ardından kalp keşif ve atriyal septal defektin onarımını gerçekleştirir.
Aşağıdaki şekil atriyal septal defekt onarım sürecini göstermektedir:
Ameliyatta en kritik iki halka vardır: Biri kalbin Koch üçgeninde yer alır Sütür atarken kalp kasına zarar vermemek ve kalp atışının ritim iletimini bloke etmemek için buna yaklaşmamaya dikkat etmeniz gerekir.
Diğeri ise, kalbin anatomisinin daha net görülmesi ve atriyal septal defekti onarmak için "yama" nın daha büyük yapılması gerektiğidir.
Son olarak şant kalıntısı olmadığı teyit edilir, onarım tamamlanır, kalp tekrar atılır, kanama durdurulur, göğüs kapatılır ve operasyon tamamlanır.
3 Nisan günü saat 12: 55'te olay yerinde yaklaşık 3 saat süren ameliyatın ardından hastanın kalbi geri geldi ve operasyon başarılı oldu!
5G, 4G'den 10 kat daha hızlıdır ve gecikme 30 mikrosaniyeden azdır
Operasyon alanındaki cerrah, Gaozhou Halk Hastanesinden Dr. He Yong ve eğitmen, Guangdong İl Halk Hastanesi, Kalp Cerrahisi Bölümünden Dr. Guo Huiming'dir.
Resmi web sitesine göre, Dr. He Yong, Gaozhou Halk Hastanesinin Başhekim Yardımcısıdır.Her yıl yaklaşık 500 kalp dışı ameliyatı tamamlar.Güney Çin'de ameliyatların sayısı önde gelir. Bunların arasında,% 99'un üzerinde başarı oranıyla yaklaşık 400 kapak replasmanı ameliyatı vardır.
Gaozhou Halk Hastanesinin kardiyoloji konusunda çok fazla tecrübesi olmasına ve nispeten olgun olmasına ve geleneksel kardiyoloji cerrahisini yapabilmesine rağmen, geçmişte bu tip cerrahi esas olarak büyük kesikli torakotomi ile yapıldı ve minimal invaziv endoskopik cerrahi yapılmadı.
Bu ameliyat minimal invaziv bir laparoskopik ameliyattır.Hasta 3-4 cm'lik bir ameliyat geçirir, doktorlar daha zahmetlidir ve daha zor olur, bu nedenle Guangdong İl Halk Hastanesinin rehberliği ve desteği gereklidir.
Guo Huiming, Guangdong Eyalet Halk Hastanesinin Başhekimi ve Kalp Cerrahisi Direktör Yardımcısıdır. Minimal invaziv torakoskopik cerrahide uzmanlaşmıştır. Mitral valvüloplasti veya replasman, konjenital kalp hastalığı, atriyal fibrilasyon ve koroner kalp hastalığının cerrahi tedavisinde lider yerel düzeyde yer almaktadır.
(Guangzhou Daily'ye göre)
Harita, Gaozhou Halk Hastanesi'nin Guangdong Eyaleti Halk Hastanesine yaklaşık 400 kilometre uzaklıkta olduğunu gösteriyor, ancak olay yerinde önemli bir zaman gecikmesi yok. Saha testi sonuçlarına geri dönersek, genel ağ hızı 4G'den 10 kat daha hızlıdır ve gecikme, senkronize edildiğinde 30 mikrosaniyeden azdır.
Olay yerinde, Gaozhou Halk Hastanesinin baş cerrahı da sordu: "Burada kalp zarı açıldı mı?" Guangzhou'da bulunan Guo Huiming hemen cevap verdi: "3 cm yukarı çıkın".
Şu anda, Guangdong Eyalet Halk Hastanesi, tam 5G kapsamı elde etmek için Guangdong Mobile ve Huawei ile işbirliği yaptı.Dış mekan ağı 4G'den 5G'ye yayıldı ve kullanıcı deneyimi oranı 80Mbps'den 800Mbps'ye yükseltilerek kablolu bir optik fiber ağınkiyle karşılaştırılabilir bir deneyim elde edildi.
Yapay zeka ile ilgili olarak, yapay zeka son yıllarda tıp alanında hızlı ilerleme kaydetmiş olsa da, gerçek klinik uygulamadaki uygulaması çok sınırlıdır. Ana nedenlerden biri, yapay zekanın, otomatik teşhis ve tedavide doktorların yerini tamamen alacak kadar yeterli güvenilirlik ve yorumlanabilirliğe sahip olmamasıdır.
Shi Yiyu, ekibin şu anda tıbbi sistemdeki yapay zekanın en kısa sürede inmesine yardımcı olmak için yardımcı rolüne odaklandığını söyledi. Örneğin, bu uzaktan cerrahi rehberlikte kullanılan yapay zeka odaklı görüntü sıkıştırma aktarımı, akıllı görüntü denoising ve akıllı kalp modellemesinin tümü tıp uzmanları tarafından daha uygun, daha hızlı ve daha doğru teşhis ve tedaviyi hedefliyor.
(Bu makale özellikle Guangdong Eyaleti Halk Hastanesi Huang Meiping ve Qiu Hailong'a destekleri için minnettarız!)
