Panduan Xin Zhiyuan Baru saja, Rumah Sakit Rakyat Provinsi Guangdong dan Rumah Sakit Rakyat Guangdong Gaozhou menyelesaikan operasi AI + 5G pertama di negara itu, berhasil "mengisi hati" bagi pasien jantung. Teknologi AI selama operasi itu disediakan oleh tim Shi Yiyu, seorang profesor tetap di Departemen Ilmu Komputer di Universitas Notre Dame, yang telah berhasil memulihkan mobil yang dicuri melalui "algoritma rakus". Operasi ini juga merupakan aplikasi klinis AI.
AI + 5G, berhasil menyelesaikan operasi jantung untuk pertama kalinya.
Baru saja, Rumah Sakit Rakyat Provinsi Guangdong dan Rumah Sakit Rakyat Guangdong Gaozhou bersama-sama mengadakan siaran langsung "blockbuster":
Di ruang operasi ekstrakardiak Rumah Sakit Rakyat Gaozhou, dokter melakukan operasi jantung laparoskopi; Jaraknya hampir 400 kilometer Di luar Rumah Sakit Rakyat Provinsi Guangdong, para ahli memberikan panduan jarak jauh tentang pengoperasian Kota Gaozhou dengan menonton gambar operasi definisi ultra-tinggi waktu nyata yang dipancarkan oleh 5G di layar lebar.
Sebelum operasi ini, rumah sakit menggunakan perangkat lunak pemodelan dan denoising AI otomatis yang dikembangkan sendiri untuk menyelesaikan pemodelan dengan satu klik. Waktu yang dihabiskan dikurangi dari 2-6 jam menjadi kurang dari dua menit, dan 3D yang dapat dikenali oleh printer 3D dihasilkan secara otomatis. Model jantung digital (format STL), langsung digunakan untuk mencetak model jantung fisik 1: 1.
Perlu dicatat bahwa bagian teknologi AI dari operasi tersebut dipimpin oleh tim yang dipimpin oleh Profesor Shi Yiyu, konsultan khusus dari Rumah Sakit Rakyat Provinsi Guangdong. Shi Yiyu adalah profesor tetap di Departemen Ilmu Komputer di Universitas Notre Dame, seorang pengawas doktoral, dan juga profesor tetap di Departemen Elektronika.
Pada awal Januari tahun ini, Xin Zhiyuan melaporkan bahwa Profesor Shi Yiyu dirampok dari mobilnya oleh dua perampok. Dalam waktu kurang dari 24 jam, ia mengandalkan ponsel untuk meluncurkan aplikasi dan "algoritma rakus" untuk berhasil mengambil kembali mobil tersebut. Pembaca harus terkesan.
Kali ini, ia berpartisipasi dalam operasi AI + 5G pertama di negara itu, dan Shi Yiyu mempersiapkan diri selama satu tahun.Keberhasilan operasi tersebut juga membuat AI lebih efektif di bidang medis.
Kondisi pasien: Penyakit jantung bawaan, lubang jantung
Operasi AI + 5G adalah pasien wanita berusia 41 tahun. Menurut dokter, pasien tersebut menderita penyakit jantung bawaan dan baru-baru ini dirawat di rumah sakit karena jantung berdebar-debar terkait pekerjaan dan sesak napas selama lebih dari 10 hari. Setelah USG Doppler warna jantung dan kateterisasi jantung kanan, pasien didiagnosis sebagai Cacat septum atrium sekunder .
Cacat septum atrium pada awalnya merupakan penyakit jantung bawaan sederhana, jika torakotomi dilakukan pada usia muda, operasinya relatif mudah dan risikonya sangat rendah. Namun pasien ini berusia 41 tahun, menderita hipertensi paru berat, dan mulai mengalami gagal jantung. Kondisi tersebut telah berubah dari penyakit jantung bawaan sederhana menjadi penyakit jantung bawaan dewasa kompleks. Singkatnya, jantung belum berkembang secara normal dan membentuk cacat. Kata Sebuah lubang di hati .
Adanya lubang ini akan menyebabkan darah di atrium kiri jantung pasien terus bergerak ke atrium kanan, yang meningkatkan beban di seluruh jantung atrium kanan, dan juga meningkatkan beban pada sirkulasi paru.Selama waktu, jantung akan terus membesar dan tekanan pada arteri pulmonalis akan terus berlanjut. Peningkatan.
Dari model jantung 1: 1 yang dicetak dengan 3D, dapat dilihat bahwa jantung pasien lebih besar dari pada orang normal, dan jantung orang normal seukuran kepalan tangan.
Dapat juga diamati melalui gambar bahwa jantung pasien menempati lebih dari 2/3 dari seluruh rongga dada.
Karena kelainan septum atrium telah diderita pasien selama 41 tahun, periode pengobatan terbaik telah terlewat, sehingga operasi jantung konvensional tidak dapat dilakukan. Hasil yang paling serius dapat menyebabkan gabungan transplantasi jantung-paru dan bahkan kematian.
Pada saat yang sama, pasien gagal jantung paru sudah muncul gejala, jadi operasi selama operasi harus hati-hati, perlindungan miokard harus ada, dan manajemen perioperatif juga menjadi tantangan. Selain itu, operasi di bawah torakoskopi lebih sulit bagi dokter. Ujian besar.
Tahap persiapan: Pemodelan AI 3D hanya membutuhkan waktu 2 menit
Untuk operasi ini, Rumah Sakit Rakyat Provinsi Guangdong dapat dikatakan telah menggunakan "teknologi hitam" paling populer, yang banyak di antaranya telah dipatenkan untuk perlindungan kekayaan intelektual. Profesor Yiyu Shi bertanggung jawab untuk berpartisipasi dalam bagian AI, yang terutama digunakan dalam tahap persiapan pra operasi.
1. Kompresi gambar
Setelah rumah sakit mengumpulkan gambar, rumah sakit perlu melakukan transmisi gambar secara real-time. Profesor Shi Yiyu dan Profesor Wen Wujie dari Florida International University pertama-tama akan melakukan kompresi gambar yang berorientasi pada pembelajaran mesin. Gambar akan secara otomatis ditolak pada akhir penerimaan data, dan kemudian disegmentasi. Pemodelan.
Titik awal kompresi gambar berbeda dengan kompresi tradisional (seperti JPEG). JPEG ditujukan untuk penglihatan manusia. Hal ini diperlukan untuk memastikan bahwa tidak ada kehilangan visual setelah kompresi. Kompresi yang dilakukan dalam pekerjaan ini adalah untuk pemodelan AI, bukan berdasarkan penglihatan manusia, tetapi kompresi gambar untuk penglihatan komputer.
Melalui kompresi, volume citra yang diterima menjadi lebih kecil, dan akurasi segmentasi citra ditingkatkan, laju kompresi ditingkatkan 3 kali lipat, dan efek segmentasi dapat ditingkatkan.
Mengenai hasil kompresi gambar, makalah akan dipublikasikan di CVPR pada bulan Juni tahun ini.
Topik esai: Kompresi Gambar Medis 3D Pemandu Visi Mesin untuk Transmisi yang Efisien dan Segmentasi yang Akurat di Awan
2. Pengecatan AI
Dalam proses kompresi gambar di atas, bagian dari teknologi denoising juga disertakan. Karena gambar di sini digunakan untuk pemodelan, bagian dari noise juga dihilangkan selama proses kompresi. Dalam hal penghilangan noise, jaringan saraf perhatian digunakan untuk fokus pada noise pada gambar.
Tim Profesor Shi secara otomatis mencela setiap gambar, dan hasil akhirnya secara langsung dimodelkan secara otomatis tanpa intervensi manual. Dengan cara ini, model hati dapat dibuat menjadi model yang dapat dicetak 3D.
3. Pemodelan hybrid pembelajaran mesin dan visi komputer tradisional
Untuk pasien dengan penyakit jantung struktural, struktur jantungnya mungkin sangat berbeda dari jantung normal, jadi tim Profesor Shi menggunakan pembelajaran mesin dan penglihatan komputer tradisional. Untuk perubahan besar dalam struktur jantung, beberapa metode penglihatan komputer tradisional digunakan; untuk beberapa struktur halus jantung, arsitektur hibrida kecerdasan buatan dan metode penglihatan komputer tradisional digunakan.
Waktu pemodelan 3D seluruh jantung adalah sekitar 2 menit, dan akurasi penyakit jantung bawaan juga 12% lebih tinggi daripada metode tradisional 70%. Jika Anda menggunakan metode pemodelan 3D tradisional, mungkin diperlukan waktu beberapa jam.
Ada dua efek langsung dari model ini. Fungsi pertama adalah memungkinkan dokter mencetak model dalam 3D saat mempersiapkan operasi, sehingga dokter dapat merujuknya saat mempersiapkan operasi, dan secara intuitif dapat melihat seperti apa jantung pasien dan apa masalahnya.
Fungsi penting lainnya dari model ini adalah memungkinkan dokter yang memberikan panduan jarak jauh selama operasi untuk menggunakan teknologi VR dan MR menggunakan gambar waktu nyata yang dikirimkan dan pemodelan sebelumnya untuk memandu kemajuan operasi saat ini secara real time dan dinamis.
Dalam operasi ini, rumah sakit menggunakan metode pemodelan 3D untuk memandu operasi operasi jantung yang sangat intuitif; tetapi dalam beberapa kasus, seperti beberapa pasien gawat darurat, tidak ada waktu untuk pencetakan 3D, Anda dapat menggunakan jantung virtual VR secara real time. Panduannya juga sangat intuitif.
Gambar berikut dapat menunjukkan peran AI dalam pembedahan:
Proses bedah: Demonstrasi VR untuk suplemen jantung
Setelah pekerjaan persiapan adalah prosedur pembedahan.
Video sedang memuat ...
Sekitar pukul 09.35 pagi ini, operasi resmi dimulai. Pada layar besar Rumah Sakit Rakyat Provinsi Guangdong (gambar di bawah), terdapat empat layar pemutaran, dari kiri ke kanan adalah Rumah Sakit Rakyat Gaozhou, ruang operasi Rumah Sakit Rakyat Gaozhou, Rumah Sakit Rakyat Provinsi Guangdong, dan demonstrasi operasi video VR.
Tempat operasi Rumah Sakit Rakyat Gaozhou
Dari video demonstrasi VR yang diputar di lokasi, kita bisa melihat keseluruhan proses operasinya.
Sebelum operasi, rongga dada kanan pasien dinaikkan 30 derajat. Kemudian menentukan pendekatan pembedahan yaitu lubang operasi utama, lubang cermin dan lubang operasi bantu.
Pasien akan diintubasi dengan mesin sirkulasi ekstrakorporeal, yang biasa disebut sebagai mesin jantung-paru buatan. Setelah tubuh didinginkan, dokter mengisi kembali larutan kardioprotektif untuk menghentikan jantung, kemudian melakukan eksplorasi jantung dan perbaikan defek septum atrium.
Gambar berikut menunjukkan proses perbaikan cacat septum atrium:
Ada dua mata rantai yang paling penting dalam operasi ini. Salah satunya adalah di segitiga Koch di jantung. Saat menjahit, Anda harus berhati-hati untuk tidak mendekatinya, agar tidak menyebabkan kerusakan pada otot jantung dan menghalangi konduksi ritme detak jantung.
Kedua, anatomi jantung perlu dilihat lebih jelas, dan "patch" untuk memperbaiki defek septum atrium harus dibuat lebih besar.
Akhirnya, dipastikan bahwa tidak ada pirau sisa, perbaikan selesai, jantung berdenyut kembali, pendarahan dihentikan, dada ditutup, dan operasi selesai.
Setelah hampir 3 jam menjalani operasi di tempat kejadian, pada pukul 12:55 pada tanggal 3 April, jantung pasien pulih kembali dan operasinya berhasil!
5G 10 kali lebih cepat dari 4G, dan penundaannya kurang dari 30 mikrodetik
Ahli bedah di lokasi operasi adalah Dr. He Yong dari Rumah Sakit Rakyat Gaozhou, dan instrukturnya adalah Dr. Guo Huiming dari Departemen Bedah Jantung, Rumah Sakit Rakyat Provinsi Guangdong.
Menurut situs resminya, Dr. He Yong adalah Wakil Kepala Dokter Rumah Sakit Rakyat Gaozhou. Dia menyelesaikan sekitar 500 operasi ekstrakardiak setiap tahun. Jumlah operasi terkemuka di China Selatan. Diantaranya, ada sekitar 400 operasi penggantian katup, dengan tingkat keberhasilan lebih dari 99%.
Meskipun Rumah Sakit Rakyat Gaozhou memiliki banyak pengalaman di bidang kardiologi dan relatif matang, serta dapat melakukan operasi kardiologi konvensional, pada masa lalu, jenis operasi ini terutama dilakukan dengan torakotomi sayatan besar, dan bedah laparoskopi invasif minimal tidak dilakukan.
Operasi ini adalah operasi laparoskopi invasif minimal. Pasien menjalani operasi 3-4 cm. Dokter lebih banyak menuntut dan akan lebih sulit. Oleh karena itu, diperlukan bimbingan dan dukungan dari Rumah Sakit Rakyat Provinsi Guangdong.
Guo Huiming adalah Kepala Dokter dan Wakil Direktur Bedah Jantung di Rumah Sakit Rakyat Provinsi Guangdong. Ia memiliki spesialisasi dalam bedah torakoskopi invasif minimal. Ia memiliki keahlian dalam negeri terkemuka dalam perawatan bedah valvuloplasti mitral atau penggantian, penyakit jantung bawaan, fibrilasi atrium, dan penyakit jantung koroner.
(Menurut Guangzhou Daily)
Peta tersebut menunjukkan bahwa Rumah Sakit Rakyat Gaozhou hampir 400 kilometer dari Rumah Sakit Rakyat Provinsi Guangdong, tetapi tidak ada penundaan waktu yang signifikan di tempat kejadian. Kembali ke hasil uji lapangan, kecepatan jaringan keseluruhan 10 kali lebih cepat dari 4G, dan jeda kurang dari 30 mikrodetik, saat disinkronkan.
Di tempat kejadian, kepala ahli bedah Rumah Sakit Rakyat Gaozhou juga bertanya: Apakah perikardium dibuka di sini? Guo Huiming, yang berlokasi di Guangzhou, segera menjawab: Naikkan 3 cm.
Saat ini, Rumah Sakit Rakyat Provinsi Guangdong telah bekerja sama dengan Guangdong Mobile dan Huawei untuk mencapai cakupan penuh 5G. Jaringan luar ruangan telah membentang dari 4G ke 5G, dan tingkat pengalaman pengguna telah ditingkatkan dari 80Mbps menjadi 800Mbps, mencapai pengalaman yang sebanding dengan jaringan kabel serat optik.
Mengenai AI, meskipun kecerdasan buatan telah membuat kemajuan pesat di bidang medis dalam beberapa tahun terakhir, penerapannya dalam praktik klinis aktual sangat terbatas. Salah satu alasan utamanya adalah bahwa kecerdasan buatan masih kurang memiliki kredibilitas dan interpretabilitas yang memadai untuk sepenuhnya menggantikan dokter dalam diagnosis dan pengobatan otomatis.
Shi Yiyu mengatakan bahwa tim saat ini berfokus pada peran tambahan kecerdasan buatan dalam sistem medis untuk membantunya mendarat secepat mungkin. Misalnya, transmisi kompresi gambar yang berorientasi kecerdasan buatan, denoising gambar cerdas, dan pemodelan jantung cerdas yang digunakan dalam panduan bedah jarak jauh ini semuanya ditujukan untuk diagnosis dan perawatan yang lebih nyaman, lebih cepat, dan lebih akurat oleh para ahli medis.
(Artikel ini secara khusus berterima kasih kepada Rumah Sakit Rakyat Provinsi Guangdong, Huang Meiping dan Qiu Hailong atas dukungan mereka!)
- Karyawan Renrenche mengatakan bahwa dia berhutang sejumlah besar biaya penagihan: "Jika Anda tidak memoles pemimpinnya, Anda akan meninggalkan pekerjaan itu"
- Ayah yang baik, Li Ka-shing membantu putranya membeli PCCW's British Broadband seharga 2,9 miliar yuan untuk mengembangkan bisnis media
- Mingji menyampaikan kabar ini: Asosiasi Sepak Bola China berencana membentuk tim nasional untuk bermain di Liga Super, dan komentar penggemar meledak
- Profesor Chen Baoquan dari Universitas Peking: Visi AI + 3D memungkinkan robot memiliki kemampuan pengambilan keputusan dan eksekusi
- Pemain top 4 Piala Dunia No. 10 memiliki PK yang besar, ketiga tim benar-benar hebat, tetapi Inggris malu