近半年来,一张“英雄帖”在我国形态学界广为流传,接到帖子的高手们在各地集结,展开一场场比拼。
武林高手较量招式,而形态学专家们切磋“眼力”。如今血常规检测已经很普遍,一张血液涂片到了检验医生手中,要通过对其中细胞形态的辨认,来对症诊断。
今年4月开始,由中华医学会杂志社、《中华检验医学杂志》编辑委员会主办,迈瑞医疗协办的2022全国临床检验形态学论坛,先后在全国26座城市举行。活动主题为“形者无疆”,意为无论细胞形态如何千变万化,自有高手能透过现象看到本质。“希望为专家们搭建起交流平台。”迈瑞医疗中国区体外诊断总经理罗晓亮告诉记者。
此次比赛中有一位特殊的选手,是由迈瑞医疗和腾讯AI Lab医疗中心共同开发的细胞形态学分析仪(下称“阅片机”)。据悉,总决赛于今年下半年在深圳开赛,业内权威专家将通过阅片机,决战“形态学之巅”。
担任“总摄影师”,“阅片机”带来细胞宇宙
形态学专家的工作日常,与天文学家有相似之处。后者用天文望远镜观测浩瀚宇宙,而形态学专家用显微镜追问细胞真相。
从业近20年,深圳罗湖人民医院临床检验科临检组长罗燕萍看过数十万张血液涂片。在她的“镜下宇宙”中,既能看到白细胞、红细胞、血小板等常见细胞,如同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。这些细胞的颜色、大小、形状、纹理特征等,都是血液疾病的重要诊断依据。
“人体内有数十万亿个细胞,形态更是千变万化,所以这门学科是真正的学无止境。”罗燕萍告诉记者。
今年4月,在中华检验医学杂志的官方公众号看到“2022全国临床检验形态学论坛”的消息,罗燕萍第一时间报了名。“第一是形态学界还没有过如此大规模的活动;第二是好奇这样一场活动会如何组织;第三是想检验自己的临床水平。”她表示,这也是参赛选手的普遍心态。
加入比赛后,罗燕萍感到眼前一亮。
考虑到安全因素,血液样本出现在比赛现场难度较大。对此,作为协办方的迈瑞医疗选择由自己研发的阅片机担任“总摄影师”,将一张张拍摄好的真实图片,通过现场屏幕呈现给参赛选手,并可通过“迈瑞智检”小程序答题和远程体验。
“图片非常清晰,染色也很漂亮,和我平时在显微镜下看到的细胞没有差别。”罗燕萍告诉记者。
据罗晓亮介绍,“形者无疆”论坛精心选择了全国26座城市,力争覆盖并辐射到各个地区,希望凝聚形态学界的精英力量,形成浓厚学术氛围。
记者了解到,每场活动都设置了论坛、线上答题、实操等多个环节,并邀请权威医院制定了海量题库,其中既有形态学经典图片,更有专家们在临床中遇到的“疑难案例”。
比如一例在北京会场分享的临床病例,吸引了所有与会专家的注意。样片显示一位患者血常规结果白细胞、血小板均减低,推片后阅片机提示,在原始细胞及异常早幼粒细胞区域查见数量较多异常细胞。经骨髓及相关基因检测,确诊为急性早幼粒细胞白血病。这类白血病若能及时诊治,五年生存率可达90%。
“除了帮助拍片,迈瑞阅片机还能帮助医生阅片,从而大大提高诊断效率,让许多血液类疾病得到及时确诊,为临床治疗争取更多的宝贵时间。”罗晓亮告诉记者。
因此,守好血常规筛查这道防线,能为临床治疗争取更多的宝贵时间。
模拟手动调焦,为立体细胞拍摄平面照片
在临床检验中,血常规筛查被称作第一道防线。
患者到医院采血后,经过初步分析,大约有20%-30%的样本需要复检。形态学复检时,专家们通过判断细胞形态等相关特征,来提供精准报告。
“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。”罗晓亮表示。
事实上,目前年轻人从事形态学的意愿越来越低。其中的一大原因是,形态学太难了。
要记住浩瀚如海的细胞形态,毫无捷径可言,只能独自走过漫长而枯燥的学习之路。据罗燕萍回忆,自己在求学时期,都是老师调好显微镜的角度,学生们轮流上去观察并记住细胞的形态。显微镜调好了就不能动,一动可能就找不到病变的细胞了。
2013年,迈瑞医疗下决心要研发拥有自主知识产权的阅片机。为此,团队走访了全球近200家医院,与近50位形态学和病理学专家反复沟通。
“要阅片,得先学会拍片。我们首先要解决的,是让机器拍摄的图片,达到人眼观察的效果,”罗晓亮表示,“简单来说,就是用一张平面图,呈现立体的细胞结构。”
为此,团队在镜头、材料等多方面尝试无果后,终于从临床专家的实操动作中获得灵感,研发出“多景深融合技术”:取20张连续拍摄的细胞图片中各自最清晰的部分,组成最终呈现的一张。
“研发期间,我们的工程师除了技术过硬,还有体力上的要求。当时团队每个月几趟地往北京跑,征求临床专家的意见。只有专家认可了,这张细胞图拍摄才算达标。为了呈现更清晰的效果,工程师每次都要扛着一块32寸的显示屏过去。”迈瑞医疗体外诊断事业部副总经理叶燚回忆道。
有了多景深融合技术加持,迈瑞阅片机仿佛一路“开挂”,迅速得到了业内专家认可。“只要给我们一个机会,就能证明自己。”叶燚如此形容当时研发团队的心情。
强强联合,科技南路上的两家顶尖深企
一台阅片机,也促成了深圳两家顶尖企业的强强联合。
深圳科技南路一南一北,分别是腾讯滨海大厦和迈瑞医疗总部。这两家已在各自领域取得顶尖成果的深圳企业,此前并无交集。
2018年,腾讯AI Lab医疗中心到迈瑞医疗参观,注意到了他们正在研发的阅片机。解决了清晰拍片问题还不够,一台合格的阅片机还需要高效阅片。
“迅速学习海量样本,高效处理,代替人们的大量重复劳动,这不正是人工智能所擅长的吗?”中心副总经理韩骁说。
双方一拍即合。随后,一支由迈瑞医疗成像专家、腾讯AI专家和医院临床专家组成的联合团队,迅速成为攻克阅片机的中坚力量。
最初,双方一度面临“语言不通”的问题,一方在说“细胞核纹理”“天青色颗粒”“胞质成毛玻璃状”,而另一方在讨论“训练”“模型”“算法”。经过一段时间的磨合,迈瑞医疗和腾讯团队都仿佛打开了新世界的大门,对彼此专业领域也能侃侃而谈。“我们还经常互相设计考题,腾讯回答细胞学问题,迈瑞回答机器学习的问题。”韩骁说。
虽然在机器学习方面已有相当的积累,但是具体到形态学领域,腾讯也需要重新出发。为此,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。
阅片机的准确率如何?叶燚表示,设备初步研发成功后,迎来了一位意大利资深形态学专家的考验。这位专家在迈瑞医疗总部参观时,对阅片机的判断结果拿不准,十分钟后,迈瑞将显微镜送到了专家面前,他发现机器的判定是正确的。
不久后,迈瑞阅片机在罗马的医院成功装机。
未来可期,赋予形态学全新想象
在罗晓亮脑中,有一幅“阅片机”地图,清晰地记录着哪家医院安装了几台迈瑞阅片机。
自2021年9月底正式上市以来,迈瑞阅片机目前销售量达到150多台,目前的主要使用场景集中在三级医院。
罗燕萍所在的深圳罗湖人民医院,是最早一批用户。她说,这台设备明显改变了医生们的工作日常。
在此之前,拿到一张血液涂片,需要医生手动推片、染色后,再进行阅片。从业经验丰富如罗燕萍,一天的阅片量在30张左右。而阅片机将这一套流程全部自动化之后,可以达到一小时60张,效率是同类产品的2倍以上。
“阅片机还有一大好处,就是记录‘记忆碎片’。”罗燕萍告诉记者。比如自己在平时看到的典型血液涂片,都可以通过阅片机一键存储,供年轻医生们学习讨论。
入行近20年,罗燕萍见证了技术升级如何助力医疗行业发展。血常规的分析从最初实现细胞的三分类、五分类,到如今的阅片机拥有海量数据库,自动化地进行形态学复检,大大解放了人力。
同样在行业深耕20年的罗晓亮则表示,迈瑞医疗自1991年成立至今,在医疗器械领域,已完成了从跟随者到引领者的角色转变。他认为真正的引领者,必须具备培育市场的能力。
“所谓培育市场,包含三层逻辑,第一层是从个别人用到普及用,第二层是改变大家的使用习惯,第三也是最深层次的逻辑,是真正提升行业效率和价值。”罗晓亮说。
“形者无疆”论坛,正是迈瑞医疗为培育市场所作出的关键一步。自论坛通知发出后,各地从业者参与积极性之高,超出了预期。“很少能见到如此多的形态学专家齐聚一堂”,是参与者们的共同感慨。
如今,已走过全国26座城市的大赛,将回到梦开始的地方,于今年下半年在深圳开启总决赛。经过层层选拔的60余位选手,将挑战形态学之巅。值得一提的是,在决赛中,迈瑞阅片机也将作为选手出战,上演医学界的“人机大战”。(深圳商报首席记者 袁斯茹)
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