2019肝病-感染病年会丨刘景丰教授:肝病和肝癌大数据平台建设和初步应用
在“第十九次全国病毒性肝炎及肝病学术会议暨2019年中华医学会肝病学分会年会、中华医学会感染病学分会年会”的“肝纤维化/肝硬化并发症”专题研讨会中,福建医科大学孟超肝胆医院院长、福建医科大学附属第一医院副院长、福建省肝病科学研究中心副主任刘景丰教授介绍了我国肝病和肝癌的大数据平台建设和初步应用情况,并应本刊邀请将报告主要内容撰写如下。
刘景丰教授
福建是我国肝病和肝癌的高发地区之一,2016年12月以福州建设国家健康医疗大数据中心为契机,孟超肝胆医院名誉院长吴孟超院士发起成立了“肝病和肝癌大数据联盟”,这是一个由全国主要肝病医学中心主动参与的自发性联盟,目标是将肝病和肝癌大数据汇聚到福州,共建共享国内顶尖的肝病和肝癌数据库,打造全球规模最大的肝病和肝癌大数据平台,为大数据人工智能在肝病和肝癌领域的应用打下基础。
目前联盟已与海军军医大学附属东方肝胆外科医院等肝病医学中心达成合作共识。福建医科大学孟超肝胆医院作为联盟的执行单位,2年多不断推进肝病和肝癌大数据平台的建设,并进行了初步的应用探索,形成“三金”成果:
(1)牵头编制标准数据集,解决当前医疗领域普遍存在的数据不标准、不规范、融合困难等问题,形成“金标准”;
(2)设计数据治理标准化处理流程,对海量的肝病和肝癌数据进行标准化处理,形成“金数据”;
(3)基于“金数据”和“金标准”,实现循证医学和大数据人工智能融合创新,开发了“孟超肝病外脑系统”,形成“金应用”。
同时以数据合作、项目合作模式引入大数据、人工智能等领域的顶尖专家和知名企业,形成多学科协同研发的“科研生态圈”、产学研融合创新的“产业生态圈”。目前已联合清华大学、中国科学院计算技术研究所、武汉大学、福州大学、宜星医疗大数据、清华福州数据技术研究院、福建联通等技术力量,专家学术委员会包括5位院士和20多位国家级专家。
一
金标准
由于各医院信息化水平不均衡、数据标准不统一,导致肝癌数据融合困难,无法为多中心研究提供支持。
没有标准的大数据=没有大数据。为此我院参照大数据标准化白皮书(2018版),构建“原发性肝癌临床大数据标准体系”,并牵头编制国内首个“原发性肝癌临床标准数据集”专家共识草案,可解决当前医疗领域普遍存在的数据不标准、不规范、融合困难等问题。标准数据集包含17个子集和1400多个概念,由多学科权威专家团队参与完成,参考权威指南、教材及专业论著,选取权威的、规范的临床概念术语。草案经国内20名领域内专家评审,包括刘允怡院士、陈孝平院士、武汉大学马费成教授、国家卫健委统计信息中心李岳峰处长等。目前专家共识已进入最后评审阶段,预计2019年底将正式发布。
同时,2019年4月该数据集成功立项福建省地方标准,后续将不断优化,力争升级为行业和国家标准。同时将进一步打造国内首创的“肝癌本体”,实现与国际医学本体标准如SNOMED CT等接轨并具有中国特色。
二
金数据
通过对标美国国家癌症数据库(NCDB)等国际权威数据库,设计数据治理标准化处理流程,汇聚来自海军军医大学附属东方肝胆外科医院、孟超肝胆医院及省内肝病95家医联体单位的部分数据,已形成全球规模最大的“肝病和肝癌大数据平台”。同时我们的数据除了具有传统大数据的4V特点外,还具有可评价、可溯源特点,因此称为“金数据”。
2019年平台作为国内首家医院,为国家级赛事数字中国创新大赛提供1.1万例肝癌影像数据和肝癌影像AI诊断赛题,总计有来自国内知名高校和企业共1397支队伍参赛。
三
金应用
以建在医院“需求端”的开发模式为特色,在福建省内首创医院内部设置独立研发机构——东南肝胆健康大数据研究所,充分调研临床医生、基层医院和患者需求,形成AI应用——孟超肝病外脑1.0,提供诊断辅助、自动分期、治疗推荐、风险预测等规范化、个体化、网络化的专家级辅助诊疗服务,主要提供以下功能:
1、AI辅助诊疗
由医生与大数据团队,将权威的指南、专家共识、专家经验等,转化为规则化、可视化的诊疗知识库路径。外脑通过实时抓取院内信息化系统中患者数据,结合知识库路径判断患者的状态,并给出检查检验建议或者诊疗结果。
(1)AI智能分期:可实现肝癌自动化中国分期,准确率超过 99%;(2)AI治疗方案推荐:针对治疗方案选择中需要注意的关键信息,可提示医生进行关注或人机交互;(3)AI诊断辅助:可实现慢性乙型肝炎和肝癌的诊断辅助。
2、AI风险预测
AI模型的开发流程,从入组条件筛选到结果研究及应用,都是医生和多学科团队共同参与,保证模型的科学性。未来规划AI模型覆盖肝病疾病的全周期全流程,从早期肝病到肝癌术后复发,融合基因/蛋白组数据,提升数据精度,并与多中心联合,提升数据量级。
已形成3个较为成熟的AI模型应用:
(1)肝癌手术治疗费用预测模型:用于预测患者单次手术费用,与实际值误差不超过5%,可用于医保费用控制,属于国内外首创。
(2)肝癌术后复发风险预测模型:准确率超过80%,较传统医学方法提升超过10%,可预测术后复发风险值及时间点,对早期复发风险高的患者,医生可提前采取抗复发的治疗手段。
(3)肝癌微血管侵犯风险预测模型:微血管侵犯MVI是患者复发的高危风险,但是在术前无法检测到,这个模型的准确率74.9%,可较为有效预测患者术前微血管侵犯风险,帮助医生制定手术方案,确定术中切肝范围。
(4)同时针对肝癌早期发现难问题,我院在数字中国创新大赛后,与冠军队伍合作,初步形成肝癌智能图像识别模型,AI绘制肝脏和病灶区域,与影像医生手工绘制区域对比,重合率接近90%,达到5年影像医生专业水平。
2019年3月孟超肝病外脑系统在海军军医大学附属东方肝胆外科医院及肝病医联体单位包括闽清县总医院、武夷山市立医院、福清市第二医院开展试用体验,获得医生的广泛认可。预计2019年底将进行网络化部署试运行。
2019 年5月孟超肝病外脑获得2019年智慧医疗创新大赛东南赛区一等奖,6月获得2019年智慧医疗创新大赛总决赛三等奖与最具发展潜力奖。6月入选2019年国家卫健委医疗健康人工智能应用落地30最佳案例。
孟超肝病外脑的部署,可以实现辅助医生决策,规范诊疗行为,提高诊疗水平,服务人民健康的目标,具有深远的意义。
专家简介
刘景丰,博士、教授、主任医师、博士生导师,专业技术二级。新世纪百千万人才工程国家级人选,国务院政府特殊津贴,国家突出贡献中青年专家,全国卫生计生系统先进工作者,福建省劳动模范,福建省科技创新领军人才,福建省优秀人才。国家临床重点专科建设项目负责人,福建省肝病及器官移植技术学科带头人。福建医科大学孟超肝胆医院院长,福建医科大学附属第一医院副院长,福建省肝病科学研究中心副主任,福建省联合创新重点实验室主任,福建省医学会肝病学会主任委员,国际肝胆胰协会中国分会第二届委员会副主任委员。完成国家及省部级科研项目20多项,获国家科技进步二等奖1项(联合申报),省部级科技成果奖4项,国家发明专利37项,第一作者或通讯作者发表SCI论文总影响因子345分,主编、副主编和参编专著9部。
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