深耕在智能 賦能于醫(yī)療

文/本刊記者 郭瀟雅

非計(jì)算機(jī)等工程學(xué)科班出身的葉哲偉，憑借著興趣和堅(jiān)持，在智能醫(yī)學(xué)領(lǐng)域做出了巨大成績，用青春與汗水推動當(dāng)?shù)蒯t(yī)院乃至我國智能醫(yī)學(xué)不斷發(fā)展。

陳孝平院士提出，人類醫(yī)學(xué)發(fā)展可以分為3個時代：第一個時代是經(jīng)驗(yàn)醫(yī)學(xué)時代，主要依據(jù)傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)、宏觀的理論進(jìn)行治??；第二個時代是循證醫(yī)學(xué)時代，醫(yī)學(xué)結(jié)合了科學(xué)，從此進(jìn)入了發(fā)展快車道；第三個時代將是智能醫(yī)學(xué)時代，從20世紀(jì)60年代開始，以人工智能、互聯(lián)網(wǎng)、機(jī)器人等為代表的新技術(shù)開始進(jìn)入現(xiàn)代醫(yī)療，對已有的醫(yī)學(xué)模式帶來顛覆性的改變。經(jīng)驗(yàn)性、重復(fù)性的操作將越來越多地由機(jī)器人和人工智能輔助醫(yī)師來完成，醫(yī)師將從實(shí)施者、操作者變成設(shè)計(jì)者、監(jiān)督者，醫(yī)學(xué)進(jìn)入精準(zhǔn)化、智能化、遠(yuǎn)程化時代。

對于武漢醫(yī)學(xué)會智能醫(yī)學(xué)分會主任委員、華中科技大學(xué)附屬協(xié)和醫(yī)院骨科主任醫(yī)師葉哲偉來說，“智能醫(yī)學(xué)”是再熟悉不過的詞，他已經(jīng)在該領(lǐng)域深耕了20余年。在葉哲偉看來，智能醫(yī)學(xué)是一門新興的醫(yī)、理、工高度交叉的學(xué)科，是醫(yī)學(xué)與一系列前沿科技的密切融合。智能醫(yī)學(xué)將為醫(yī)護(hù)人員今后的醫(yī)療工作賦能，為醫(yī)學(xué)創(chuàng)新帶來無限可能，還將成為醫(yī)療改革的強(qiáng)大動力，助推公立醫(yī)院實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。

結(jié)緣智能醫(yī)學(xué)

葉哲偉走上智能醫(yī)學(xué)的道路有一定的偶然性，也有必然性。必然性是他對很多理工科領(lǐng)域和知識充滿好奇，也充滿興趣，一直有想把這些知識應(yīng)用到醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的沖動。

1998年，葉哲偉設(shè)計(jì)了一個原衛(wèi)生部的課題并獲得了資助，項(xiàng)目是對男性的生殖干細(xì)胞（精原細(xì)胞）做一些實(shí)驗(yàn)研究。在研究中，葉哲偉發(fā)現(xiàn)這個細(xì)胞在體外沒有辦法建立細(xì)胞系，因?yàn)榫?xì)胞的特點(diǎn)是非對稱分裂，即一個精原細(xì)胞分裂成兩個不同的細(xì)胞，一個是精原細(xì)胞，另外一個就是初級精母細(xì)胞。因而，非對稱分裂的特性決定了這個細(xì)胞在體外無法建立細(xì)胞系，很多研究無法順利推進(jìn)。葉哲偉試想，如果在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中不能建立細(xì)胞系，那么有沒有可能先構(gòu)建一個計(jì)算機(jī)模型，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)三維建模、虛擬仿真、數(shù)字化克??？

為了實(shí)現(xiàn)這個想法，葉哲偉找到了華中科技大學(xué)數(shù)字化工程中心的周均清博士，共同設(shè)計(jì)了相關(guān)實(shí)驗(yàn)方案，并在2003年獲得了國家自然科學(xué)基金課題資助。隨后，兩人在這個方向開始了很多的科研推進(jìn)工作。葉哲偉說道：“這是醫(yī)院最早開展的醫(yī)工交叉研究，也為我們后續(xù)的智能醫(yī)學(xué)工作奠定了良好基礎(chǔ)?！?/p>

隨著各項(xiàng)研究的進(jìn)一步深入，醫(yī)工交叉合作“一發(fā)而不可收拾”。這些年，葉哲偉和華中科技大學(xué)的水電學(xué)院、機(jī)械學(xué)院、數(shù)字制造裝備與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、自動化與人工智能學(xué)院、多譜信息處理技術(shù)國家級重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、計(jì)算機(jī)學(xué)院、啟明學(xué)院、生命科學(xué)院等院系的師生團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了多方位密切合作，以醫(yī)學(xué)需求為導(dǎo)向，以課題為支撐，開展了一系列卓有成效的智能醫(yī)學(xué)研究。

2017年6月26日，葉哲偉教授團(tuán)隊(duì)成功實(shí)施了首例混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)引導(dǎo)下的骨科髖部骨折手術(shù)，被央視、新華社等數(shù)百家媒體報道。2017年10月31日，微軟HoloLens全球銷售總監(jiān)Mark Day及微軟中國市場戰(zhàn)略總監(jiān)Jared Anderson一行在北京301醫(yī)院專門與葉哲偉教授團(tuán)隊(duì)遠(yuǎn)程連線交流，并稱贊團(tuán)隊(duì)的工作：“You are leading the world !”

通過人工智能混合現(xiàn)實(shí)，精準(zhǔn)定量展示新冠肺炎患者全病程肺部病變的體積變化。

2018年1月8日，葉哲偉教授團(tuán)隊(duì)成功實(shí)施了“混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)三地遠(yuǎn)程聯(lián)合會診手術(shù)”。在同年“2018世界VR產(chǎn)業(yè)大會”上，微軟公司資深副總裁Alain Crozier在大會發(fā)言中，特別提及了葉哲偉教授團(tuán)隊(duì)的醫(yī)學(xué)混合現(xiàn)實(shí)工作，以及由葉哲偉主編的《醫(yī)學(xué)混合現(xiàn)實(shí)》一書。2019年4月1日，國家衛(wèi)生健康委辦公廳在“衛(wèi)生健康工作交流”中，重點(diǎn)向全國介紹了葉哲偉教授團(tuán)隊(duì)開展的混合現(xiàn)實(shí)遠(yuǎn)程會診手術(shù)。短短3個月后，葉哲偉又帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，成功實(shí)施了“5G環(huán)境下混合現(xiàn)實(shí)云平臺遠(yuǎn)程會診手術(shù)”，該手術(shù)過程由央視全程直播，中央人民政府網(wǎng)站、新華社、人民日報等多家主流媒體進(jìn)行了大篇幅報道。

收獲累累碩果

2019年9月29日，葉哲偉有幸在人民大會堂參加了國家功勛與國家榮譽(yù)稱號頒授。10月1日，又受到中央人民政府的邀請，葉哲偉作為國慶70周年閱兵天安門廣場觀禮臺觀禮嘉賓參加了閱兵觀禮。

由于葉哲偉在智能醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的突出貢獻(xiàn)，使他有幸創(chuàng)建國家“十四五”普通高等教育規(guī)劃教材《智能醫(yī)學(xué)》（本科生、研究生核心課程），并擔(dān)任教材主編。至此，《智能醫(yī)學(xué)》國家教材體系的3個組成部分（本科生、研究生、醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)）形成完整閉環(huán)。

葉哲偉表示，同時擔(dān)任這3個階段國家教材的創(chuàng)始主編，深感責(zé)任重大。智能醫(yī)學(xué)國家教材體系梳理了醫(yī)學(xué)與一系列前沿科技的密切融合，涉及人工智能、介導(dǎo)現(xiàn)實(shí)、計(jì)算機(jī)手術(shù)導(dǎo)航、3D打印、機(jī)器人、可穿戴醫(yī)療設(shè)備、云平臺、遠(yuǎn)程醫(yī)療、醫(yī)療大數(shù)據(jù)、5G醫(yī)療、區(qū)塊鏈等眾多醫(yī)學(xué)前沿領(lǐng)域技術(shù)，將對我國數(shù)十萬醫(yī)學(xué)生和理工科學(xué)生產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

以編寫教材為契機(jī)，葉哲偉已連續(xù)3個學(xué)期在華中科技大學(xué)開設(shè)了智能醫(yī)學(xué)課程，每學(xué)期32學(xué)時，課堂場場爆滿。葉哲偉團(tuán)隊(duì)也先后到復(fù)旦大學(xué)、武漢大學(xué)、山東大學(xué)、寧夏大學(xué)等國內(nèi)200多所高校和醫(yī)院，講解和推廣智能醫(yī)學(xué)及相關(guān)前沿技術(shù)，獲得熱烈關(guān)注和好評。

2020年新冠肺炎疫情在武漢肆虐期間，醫(yī)院的智能醫(yī)學(xué)團(tuán)隊(duì)堅(jiān)守抗疫一線，并運(yùn)用多種智能醫(yī)學(xué)前沿科技助力抗疫，成功創(chuàng)建新冠肺炎患者全病程混合現(xiàn)實(shí)三維立體醫(yī)學(xué)影像，開展了新冠肺炎人工智能定量分析、5G增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)遠(yuǎn)程會診、防疫式移動查房會診、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)居家醫(yī)療等一系列臨床研究和應(yīng)用。同時，團(tuán)隊(duì)成員組織協(xié)調(diào)國內(nèi)專家完成了我國第一個“新型冠狀病毒肺炎疫情防控期間智能醫(yī)學(xué)專家共識”，并發(fā)表于《中華實(shí)驗(yàn)外科雜志》，葉哲偉團(tuán)隊(duì)也受到了科技部和中科院的表揚(yáng)。

2021年6月19日，武漢醫(yī)學(xué)會智能醫(yī)學(xué)分會正式成立，這是全國首個智能醫(yī)學(xué)分會，由葉哲偉擔(dān)任創(chuàng)始主委。今后，武漢醫(yī)學(xué)會智能醫(yī)學(xué)分會將打造智能醫(yī)學(xué)領(lǐng)域醫(yī)生和工程技術(shù)人員的專業(yè)學(xué)術(shù)團(tuán)體，推動智能醫(yī)學(xué)的學(xué)科建設(shè)和管理規(guī)范，開展智能醫(yī)學(xué)相關(guān)學(xué)術(shù)研究及交流，促進(jìn)智能醫(yī)學(xué)的穩(wěn)步發(fā)展。

葉哲偉認(rèn)為，近年來，我國各級政府不斷加大對智能醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的重視和扶持力度，與歐美同行比，我國的醫(yī)務(wù)工作者和工程技術(shù)人員在智能醫(yī)學(xué)的很多應(yīng)用中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了“從跟跑到并跑”，且在部分方面實(shí)現(xiàn)了領(lǐng)跑。但在發(fā)展中的痛點(diǎn)仍不容忽視，比如在教育培養(yǎng)階段，醫(yī)學(xué)交叉創(chuàng)新人才的培養(yǎng)不足；基礎(chǔ)研究階段，醫(yī)、理、工融合不充分；應(yīng)用研究階段，缺乏真正的需求導(dǎo)向；在科研成果轉(zhuǎn)化階段，轉(zhuǎn)化難、轉(zhuǎn)化率低。葉哲偉希望，能有更多志同道合的同志加入到智能醫(yī)學(xué)相關(guān)工作中，為人民健康賦能，為未來醫(yī)療賦能。