醫(yī)院人工智能影像分析軟件需求

醫(yī)院人工智能影像分析軟件需求（一）政策背景《健康中國2030規(guī)劃綱要》明確提出，消除數(shù)據(jù)壁壘，建立跨部門跨領域密切配合、統(tǒng)一歸口的健康醫(yī)療數(shù)據(jù)共享機制，實現(xiàn)各應用系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集、集成共享和業(yè)務協(xié)同。醫(yī)院是深化醫(yī)改工作的主力軍，是人民衛(wèi)生健康的守護者，要在新時代實現(xiàn)新發(fā)展，實現(xiàn)從信息化到數(shù)字化、從以系統(tǒng)為核心到以數(shù)據(jù)為核心，從規(guī)模到價值的變革，就要突破數(shù)據(jù)應用驅動發(fā)展的瓶頸。目前我國醫(yī)院數(shù)據(jù)治理處于起步階段，缺乏健全的治理體系及整體的治理實踐，存在著“重創(chuàng)造輕管理、重數(shù)量輕質量、重業(yè)務輕增值”的現(xiàn)象，在服務創(chuàng)新、數(shù)據(jù)質量、開放共享、安全合規(guī)方面面臨嚴峻的挑戰(zhàn)，亟需有效的解決方案。為充分發(fā)揮醫(yī)療健康數(shù)據(jù)的實際價值，加快醫(yī)院信息化發(fā)展，促進大數(shù)據(jù)應用，助力“互聯(lián)網+”和促進人工智能與醫(yī)療行業(yè)深度融合，國家衛(wèi)健委統(tǒng)計信息中心組織開展了數(shù)據(jù)治理相關研究，并開展多次專家研討，首次提出了醫(yī)院數(shù)據(jù)治理的概念，梳理了醫(yī)院數(shù)據(jù)治理的實施重點和路徑。今天，智慧醫(yī)院建設逐步深入，醫(yī)院更加關注數(shù)據(jù)資產的治理與應用并紛紛成立大數(shù)據(jù)中心，目標聚焦在從IT管理到數(shù)據(jù)治理的躍遷。（二）建設目標項目的建設旨在解決醫(yī)院信息基礎建設規(guī)范化和醫(yī)療影像互聯(lián)互通、協(xié)同服務能力提高。讓群眾就近享受高質量、高水平的診療服務，并能明顯縮短就診時間，更快更好的接受治療，影像設備的使用率也將大幅度提高，明顯減少空置率。（三）建設成效人工智能輔助診斷平臺的引進，首先能提升心腦血管檢查的效率，釋放大設備檢查的潛力，從而提升我院的業(yè)務量，同時縮短患者預約和取報告的時間，提升患者的服務能力。冠脈CTA和CT-FFR技術的引進，一站式的完成冠脈解剖和功能評估，提升冠心病無創(chuàng)診斷的準確性，提升DSA病人PCI手術的陽性率，提升病人的周轉率和業(yè)務量，同時CT-FFR新技術，可以開展新項目收費，根據(jù)收費目錄可以收1730/例，病人無需做額外的檢查，不增加醫(yī)師的工作量，AI自動輸出報告。頭頸CTA輔助診斷系統(tǒng)，一方面可以提升影像科對腦血管疾病診斷的效率和診斷精準度，另一方面因為卒中急救對時間效率有很高的要求，人工智能平臺的引進可以縮短影像評估的時間，檢查完成后，神經介入醫(yī)師在3min內獲得AI評估結果，為我們急救搶救節(jié)約時間，縮短DNT時間。此外，人工智能在推動同質互認方面發(fā)揮著重要作用，通過標準化處理、自動化診斷與輔助診斷、質控管理以及數(shù)據(jù)共享與互聯(lián)互通等手段，為不同醫(yī)療機構之間對醫(yī)學影像檢查結果的相互認可和接受提供了有力支持。（四）建設原則合法合規(guī)原則。接入規(guī)范必須符合國家、地方有關法律、法規(guī)、規(guī)章制度的要求。標準化原則。接入規(guī)范必須遵循國際、國家和行業(yè)相關規(guī)定、標準。先進性原則。接入規(guī)范采用業(yè)界先進系統(tǒng)架構理念和技術，便于后期方案升級和遷移。開放和兼容性原則。接入規(guī)范支持、DICOM國際標準。安全和可靠性原則。接入規(guī)范要求采用安全可靠的實現(xiàn)方式，完成數(shù)據(jù)交互，同時保證集成模塊的穩(wěn)定運行。適應性原則。接入規(guī)范滿足當前業(yè)務需求的同時，預留靈活的功能接口，便于后續(xù)擴展。保密性原則。病人信息的私密性和安全性，通過數(shù)據(jù)加密傳輸、專網傳輸?shù)燃夹g手段，保證患者隱私不被泄露。便捷性原則。符合以“病人”為中心，以“臨床服務”為根本的原則。（五）現(xiàn)狀與需求分析1.心血管疾病死亡人數(shù)逐年上升，是我國居民首位死因心血管病發(fā)病因素眾多，早期篩查和干預治療成為近年來預防心血管疾病的重要手段。受到醫(yī)療技術進步、患者消費能力提升等因素驅動，2018年大陸地區(qū)冠心病介入治療總例數(shù)為915256例，較2018年增長21%（按每個患者的花費平均為4萬，那么一年的費用為4千億左右，已經給整個國家?guī)順O大的醫(yī)療負擔）。冠心病和腦卒中不僅給患者本人造成嚴重的不良后果，同時也給家庭和社會帶來了沉重的負擔，是嚴重影響國計民生的重要公共衛(wèi)生問題。2.快速精準的診斷面臨諸多挑戰(zhàn)影像學檢查在心血管病防治中起到至關重要的作用，隨著病人增長，心血管影像檢查需求不斷增加。目前放射科心臟及頭頸血管處理和診斷的現(xiàn)狀：1、血管CTA后處理復雜，平均一個病例所需要的圖像處理時間為30-60min，一方面限制了醫(yī)院的檢查效率，在急診方面，較長的時間，不利于卒中和胸痛病人的救治；2、不同年資醫(yī)生診斷水平的差異，如何能夠進一步提升診斷的同質化水平；3、患者量越來越多，如何進一步提升患者服務水平，醫(yī)師和技師工作負擔沉重，同時承擔教學和科研任務；（六）建設內容1.冠脈CTA輔助診斷系統(tǒng)利用計算機視覺和深度學習技術，完成冠狀動脈血管增強CT影像自動重建和后處理計算，實現(xiàn)從病灶檢出、狹窄程度判斷、斑塊定性定量分析、結構化智能報告等全流程智能輔助診斷功能。1、打破傳統(tǒng)影像科工作模式，后處理及診斷醫(yī)生多人接力的局面，實現(xiàn)快速且精準評估，全流程只需1分鐘，提升了醫(yī)生工作效率，改善患者就醫(yī)體驗；2、血管處理效果、診斷結果與三甲高年資醫(yī)生相媲美，輔助醫(yī)生精準診斷；提升診斷同質化水平；3、系統(tǒng)具有全面的診斷能力，擅長CTO完全閉塞病變、起源異常、搭橋術后、冠狀動脈瘺等特殊復雜病例重建，同時提供斑塊與狹窄評估、支架、心肌橋等信息，輔助醫(yī)生精準診斷。2.CT-FFR智能評估系統(tǒng)以靜息冠脈CTA數(shù)據(jù)為基礎，人工智能算法對冠脈樹進行精確分割和快速建模，流體力學仿真模型模擬冠脈末梢循環(huán)阻抗及心臟仿真模型。通過在模型上整合血管壁的彈性，模擬冠狀動脈的自身調節(jié)和血流量、腺苷介導下冠狀動脈的最大充血狀態(tài)，將多種因素相互整合從而計算平均冠狀動脈狹窄遠端壓力與平均主動脈壓力的比值，獲得無創(chuàng)FFR值。該技術賦予冠脈CTA檢查功能學洞見，能夠提升CTA的特異性，提升無創(chuàng)診斷冠心病的準確性，提升醫(yī)院PCI手術陽性率。3.頭頸CTA輔助診斷系統(tǒng)系統(tǒng)實現(xiàn)影像數(shù)據(jù)拉取到結構化報告輸出，醫(yī)療診斷全流程無需人工干預；頭頸血管陽性病例不漏診，可發(fā)現(xiàn)人工判讀易遺漏病灶；結構化報告一鍵輸出，標準化診斷報告：可直接使用，減少人為因素干擾。提供原圖，頭頸VR，去骨VR，前循環(huán)、后循環(huán)，WILLIS環(huán)等多模式VR重建影像。同時提供MIP，CPR，探針拉直等圖像輔助診斷。自動檢測閉塞位置，提供定量斑塊評估。（七）功能需求技術參數(shù)1冠脈CTA輔助診斷系統(tǒng)1.1軟件敏感性和特異性達到90%以上，提供正式發(fā)表學術論文證明。1.2具備多中心臨床試驗驗證，提供臨床試驗備案號。1.3具備修復運動偽影功能，可顯著提高圖像質量和診斷準確性，提供正式發(fā)表學術論文證明。1.4具備緊急病例優(yōu)先計算調度引擎，可實時調整病例計算順序，適應急診場景。1.5具備多期像序列展示功能，自動將多期像序列合并序列展示，提示不同序列圖像質量并給出1～5分值，自動默認推薦圖像質量最優(yōu)序列。1.6支持多類型血管影像自動重建（曲面重建圖像、拉直重建圖像及探針重建圖像），可調整窗寬窗位。1.7支持病灶標記顯示和隱藏，可顯示心肌橋、支架、狹窄等病灶標記。1.8具備可交互3D半透明心肌和冠脈樹模型，支持半透明心肌顯示和隱藏，幫助觀察血管走形及命名信息。1.9具備4種以上VR體渲染風格，支持按照醫(yī)院習慣配置不同渲染風格。1.10提供冠脈優(yōu)勢型智能分析（右優(yōu)勢型、左優(yōu)勢型和平衡型冠脈解剖特征），用戶可自定義修改結果，支持高位起源的自動檢出。1.11提供左右冠起源智能分析（左冠和右冠起源方位、起源位置），用戶可自定義起源結果。1.12具備心肌橋檢出功能：輸出肌橋厚度值和壁冠狀動脈長度值，并在報告中提示，支持用戶修改檢出結果。1.13具備支架檢出功能：智能檢出支架及支架長度值，并在報告中提示，支持用戶修改檢出結果。1.14具備斑塊分類功能（鈣化斑塊、非鈣化斑塊、混合斑塊）。1.15具備心肌橋狹窄識別功能，根據(jù)分辨管腔走形和心肌橋形態(tài)特征，區(qū)分非鈣化斑塊和心肌橋造成的狹窄。1.16具備閉塞段（CTO）檢出功能，智能追蹤閉塞段的始末位置，自動報告CTO長度值。1.17具備斑塊狹窄率計算功能，根據(jù)對管腔走形和不同分類斑塊形態(tài)特征的分辨以及周圍組織CT值分析，精確計算斑塊造成的狹窄率。1.18具備血管分析視圖，可自定義血管分析：支持自定義近心端/遠心端進行人工狹窄分析、自定義面積法/直徑法進行狹窄率計算、基于探針圖像進行管腔輪廓瀏覽及編輯，狹窄曲線可切換顯示面積曲線和直徑曲線。1.19具備獨立的斑塊分析視圖，包含并支持VR圖、CPR圖、探針圖、軸位圖、側邊欄的同步聯(lián)動。1.20支持基于CPR和探針影像展示所有斑塊和冠脈管腔的精細分割結果，并支持結果的隱藏和顯示。1.21支持自動識別所有斑塊的類型、位置、長度、體積、最小管腔面積和最狹窄程度以及不同成分的體積和占比。1.22支持自動生成斑塊成分曲線，包括脂質、纖維脂質、纖維、鈣化的成分曲線，并支持用戶調整不同成分的閾值。1.23一鍵智能報告功能，自動生成符合用戶日常報告書寫習慣的文本報告和結構化表格報告，支持任意復制，支持一鍵歸檔和打印。2CT-FFR2.1經過臨床驗證，診斷準確性、敏感性、特異性均達到90%以上，需提供第三方機構測試或已發(fā)表論文證明。2.2經過多中心研究驗證，且驗證文章影響因子≥15分，提供驗證文獻證明。2.3產品計算時間≤5min，提供已發(fā)表論文證明。2.3.1產品操作簡便，需要人工點擊次數(shù)小于5次。2.3.2提供本地化部署且基于深度學習的多模態(tài)大數(shù)據(jù)聯(lián)動分析組件，全自動智能影像后處理，支持醫(yī)生手動編輯及結果確認。2.3.3病人列表智能管理。2.3.4支持查閱目標患者基本信息、檢查時間、序列名稱、圖像數(shù)量、診斷結果、數(shù)值、狀態(tài)。2.3.5支持個性化搜索、篩選目標病例。2.4支持數(shù)據(jù)重新計算。2.5支持多期像序列展示；若病例為多期像序列，系統(tǒng)可自動為此病例合并序列展示并提示用戶此病例的期像序列數(shù)量。2.6提供影像小助手：ROI測量及標記工具、隱藏/顯示DICOMmeta信息、快速調窗工具、縮放和移動工具、實時CT值測量。2.7自動定位罪犯血管。2.8提供聯(lián)動組件（軸位圖，CPR，探針，曲線窗口聯(lián)動）。2.9提供多視圖智能3D渲染模塊。2.10支持顯示CT-FFR分段數(shù)值曲線分布。2.11指出提示狹窄智能定量分析及風險。2.12自動生成數(shù)據(jù)特征值綜合分析結構化報告。2.13智能生成三大支情況圖文結構化報告，具備2種或2種以上結構化報告模板供醫(yī)院選擇。2.14報告支持顯示全部血管分支CT-FFR值表格結果，支持單支血管VR圖顯示。2.15自動一鍵歸檔PACS及報告打印。3頭頸CTA輔助診斷系統(tǒng)（包含顱內）3.1病人層面診斷率：對于≥50%狹窄，準確性≥90%，血管層面診斷率：對于≥50%的狹窄，準確性≥90%，敏感性≥90%，提供正式發(fā)表學術論文證明。3.2圖像后處理效果：圖像AI后處理合格率達90%以上，提供正式發(fā)表學術論文證明。3.3頭頸CTA圖像診斷全流程時間效率：在AI幫助下，頭頸CTA進行診斷時間＜16min，提供正式發(fā)表學術論文證明。3.4具備頭頸CTA圖像質量評估：提示序列圖像質量并給出1～5分值，自動推薦圖像質量最優(yōu)序列。3.5具備實時VR重建功能，支持360度無間隔的實時VR渲染重建；支持帶骨VR自定義裁剪。3.6支持頭頸動靜脈血管VR實時渲染顯示。3.7支持自定義添加動脈瘤。3.8支持頭頸聯(lián)掃CTA圖像、單獨顱內/頸部CTA的圖像的VR、CPR及拉直探針重建。3.9具備血管自動分段功能，頸內動脈支持7分段、椎動脈支持4分段、大腦前動脈3分段、大腦中動脈3分段、大腦后動脈3分段。3.10修剪單支血管，支持選擇VR體渲染單支血管自動完成修剪；框選修剪血管，支持框選VR體渲染范圍血管自動完成修剪。3.11支持血管追蹤生長，自動填充增加血管分割來調整重建影像；刪除分割，支持減選、橡皮刪除血管分割來調整重建影像。3.12具備斑塊檢出功能，自動檢出頭頸部血管所有斑塊，定性斑塊類型為鈣化、非鈣化、混合，并定位斑塊分段位置。3.13具備狹窄量化功能，自動檢出頭頸部血管所有狹窄，量化狹窄程度，判斷狹窄分級程度（輕度狹窄、中度狹窄、重度狹窄、閉塞），并定位狹窄分段位置。3.14具備支架檢出功能，自動檢出頭頸部血管所有支架，定位支架分段位置。3.15提供動脈瘤量化信息，自動檢出頭頸部血管動脈瘤，量化瘤徑、最大徑、長徑、短徑、體積，并定位動脈瘤分段位置。3.16狹窄程度提示：輕度、中度、重度、完全閉塞。3.17支持調整修改病灶狹窄程度、斑塊類型、動脈瘤量化參數(shù)結果。3.18添加狹窄，支持在拉直&原圖右鍵添加狹窄，自動判斷斑塊屬性、量化狹窄程度、定位狹窄分段位置。3.19添加動脈瘤，支持在拉直&原圖右鍵添加動脈瘤，自動完成動脈瘤分割，量化動脈瘤最大徑、長短徑、體積、瘤徑，定位動脈瘤分段位置。3.2