動脈瘤患者的動脈瘤破裂風險有著潛在的災難性后果，醫(yī)生非常需要一種能夠可靠地檢測和增強臨床醫(yī)生表現(xiàn)的自動檢測工具。而基于大數(shù)據(jù)的未破裂顱內(nèi)動脈瘤穩(wěn)定性量表，如PHASES破裂風險量表、ELAPSS生長風險量表、Juvela量表等，在行業(yè)內(nèi)得到一定的認可。

　　據(jù)了解，北京天壇醫(yī)院神經(jīng)外科主任醫(yī)師王碩教授，在2019年就帶領團隊與同心智醫(yī)共同啟動開發(fā)動脈瘤AI產(chǎn)品“顱內(nèi)動脈瘤風險評估人工智能模型”。

　　對此，神外世界就該動脈瘤AI模型開發(fā)的初衷，功能特點、臨床應用情況及后續(xù)發(fā)展規(guī)劃等問題對王碩教授進行了深度專訪。

　　神外世界：您在2019年牽頭與同心智醫(yī)共同啟動開發(fā)動脈瘤AI產(chǎn)品“顱內(nèi)動脈瘤風險評估人工智能模型”，您當時開發(fā)的初衷是什么呢？這個AI影像軟件是否納入這些量表的指標，預測準確性如何？

　　王碩教授：其實顱內(nèi)動脈瘤是一種良性疾病，但隨時可能破裂，一旦破裂可能危及患者的生命。據(jù)國際上統(tǒng)計，在50歲以上的人群中，患病率大概是3.2%，意味著100萬人有3.2萬人患病。但動脈瘤破裂率其實并不高，雖然患病率達到3.2%，但真正破裂率不高，100萬人中大概每年僅有80人發(fā)生破裂，可是動脈瘤一旦破裂出血，大概有近三分之二的人會死亡或重殘。

　　隨著科技的發(fā)展，無創(chuàng)的血管影像不斷地完善，現(xiàn)在的核磁影像還包括CT影像，越來越多地應用于臨床，發(fā)現(xiàn)了大量的未破裂動脈瘤。在上海一個社區(qū)調(diào)查中，中國人群大概有7%的人存在顱內(nèi)動脈瘤，這個比例是相當高的。所以，對于這些未破裂動脈瘤，是為了防止其破裂出血而積極干預，還是因為無癥狀或未破裂而臨床觀察。說實話，這一直困擾著我們的患者和醫(yī)生。因為一方面如果動脈瘤一旦破裂，可能危及患者生命；而另一方面，未破裂動脈瘤采用手術治療方式，雖然死亡率極低，但術后并發(fā)癥大概有10%-15%。換句話說，就是對于未破裂動脈瘤手術的效果，還存在一定風險，因為并不是所有的未破裂動脈瘤患者都能接受手術治療而獲益。所以對于未破裂動脈瘤，準確地預測其破裂的風險是我們所追求的。

　　既往的研究也出現(xiàn)了一些評估動脈瘤破裂風險評分，比如現(xiàn)在常用的PHASES評分還有ELAPSS評分，它們過去主要是依靠既往是不是動脈瘤，有沒有出血的病史，有沒有家族史，動脈瘤大小，形態(tài)，位置，年齡甚至種族，還有很多因素，比如既往有沒有高血壓等。現(xiàn)在來看，這些評分都有一定局限性。因為這些評分都是外國人做的，納入中國人群很少，可能不太符合中國人特點。

　　在既往的研究中，我們發(fā)現(xiàn)這些模型預測準確度、精準度不足，還有些欠缺，在臨床指導工作方面受技術條件限制，當時有些因素我們沒法納入，這些評分標準確實還是有些局限性。隨著科技的發(fā)展，計算機技術應用越來越廣泛，隨著血流動力學分析和動脈瘤壁成像技術等等的出現(xiàn)。我們真正評估一個動脈瘤，不光要從外形來看，也需要從內(nèi)部來看它血流動力學，還有對這個血管壁形態(tài)等，可以從不同的角度提示動脈瘤生長破裂的風險，提高預測動脈瘤的精準度。

　　因此，仍需要我們進一步深入研究，我們構建了中國人自己的一個顱內(nèi)動脈瘤風險評估系統(tǒng)，就剛剛說的和同心智醫(yī)聯(lián)合開展了一個百家登記平臺，我們能在既往的中國顱內(nèi)動脈瘤風險預測基礎上，進一步深入探討中國人未破裂動脈瘤自然史的特點，擴大隊列人群的廣度，還有就是納入考慮因素的深度。我們目前與同心智醫(yī)一起合作開發(fā)了顱內(nèi)動脈瘤風險評估人工智能模型。該模型可以可靠地預測未破裂動脈瘤兩年內(nèi)的生長破裂風險，其準確度可以達到85%以上，敏感度可達90%，特異度可達到80%。因此這個人工智能模型可以作為臨床判斷顱內(nèi)動脈瘤風險的一個工具，及時提示高風險動脈瘤來指導臨床工作，這樣避免動脈瘤一旦破裂還沒有預測到的結果，這是我們最終建立這種模型的一個初衷。

　　神外世界：目前對于未破裂顱內(nèi)動脈瘤，國內(nèi)絕大部分醫(yī)院是如何應對的呢？目前的檢測工具有嗎？

　　王碩教授：嚴格說目前國內(nèi)還是剛才說的那幾個評分表，就是剛才說一般的6項，7項甚至10項，主要根據(jù)家族史、自然史還有既往有沒有動脈瘤破裂的病史，還有動脈瘤大小，形態(tài)位置，形狀這幾個因素來判斷動脈瘤什么時候破裂。所以基本都還是過去常用的評分表。真正用人工智能軟件評分，現(xiàn)在各個醫(yī)院基本都沒有做到。

　　神外世界：請問醫(yī)生在臨床判斷破裂風險上，醫(yī)生臨床經(jīng)驗與AI軟件的相互關系是什么？是替代還是輔助的關系，您團隊和同心智醫(yī)共同開發(fā)的AI軟件又是如何在臨床實際應用的？

　　王碩教授：我們開發(fā)了很多的人工智能軟件，開發(fā)軟件的關鍵是怎么樣在臨床上讓醫(yī)生能應用。我覺得很多軟件還是一個輔助的作用，是幫助醫(yī)生的，因為人現(xiàn)在還不能被AI替代，也是替代不了的，臨床醫(yī)生的經(jīng)驗是非常重要的。所以我想軟件主要是一個輔助項目，由AI來輔助臨床診斷，因為AI往往總結了大中心、高年資醫(yī)生經(jīng)驗，我們通過訓練和學習來構建一個智能的模型，在不斷的學習反饋中完善其內(nèi)在算法，從而達到或者接近甚至完全可以模擬大中心或者高年資醫(yī)生的經(jīng)驗的一個目的。

　　其實它的應用可以明顯提高基層醫(yī)生的診療水平，這對于二級醫(yī)院或者三級醫(yī)院以及一些低年資醫(yī)生具有重要意義。所以，我們開發(fā)顱內(nèi)動脈瘤的風險評估人工智能模型是納入了中國兩大人群的一個大型的未破裂動脈瘤，大概1，000多個病例，學習和模擬了未破裂動脈瘤的自然史，并根據(jù)動脈瘤的特點進行了個體化分析。其實并不僅是動脈瘤特點，包括大小、形態(tài)位置，還包括了血流動力學還有瘤壁的一些特點，進行了個體化的分析。從而針對患者給出具體的、高度個體化的手術規(guī)劃方案，從而輔助醫(yī)生做出更精準的判斷，指導病人是該近期手術，還是臨床再觀察一段時間。

　　我們團隊也有一些經(jīng)驗，有些案例來分享一下。我們在2019年初診發(fā)現(xiàn)一個動脈瘤，這個動脈瘤是體檢時發(fā)現(xiàn)的，是未破裂動脈瘤。患者女性，63歲。因為她是體檢發(fā)現(xiàn)，所以我們做了人工AI的評估，從各方面分析提示動脈瘤破裂風險較高。換句話說，它不穩(wěn)定且風險較高，尤其兩年內(nèi)進展的風險比較大，所以當時建議她做手術治療。但是，因為病人首次發(fā)現(xiàn)，并且無癥狀，所以她當時考慮到手術風險就決定再觀察，當時就簽字觀察了。6個月后再給她做CTA，在隨訪結果顯示動脈瘤一年以后明顯生長而且是一個多囊性的。然后我們將兩次片子對比，建議患者積極手術治療，最后這個病人積極做了手術治療。確實在術中也看到了動脈瘤，并且發(fā)現(xiàn)新長了一個像子囊，比較紅，很容易破裂。這與臨床所見比較相符，所以我們就覺得這個只是一個輔助，可以幫助醫(yī)生提高判斷準確性。

　　神外世界：天壇醫(yī)院目前對于未破裂動脈瘤的患者，尤其是門診發(fā)現(xiàn)的，我們現(xiàn)在都在用這個AI智能軟件輔助評估嗎？

　　王碩教授：還沒完全做到，現(xiàn)在還是在臨床上處于后臺使用階段。因為人工智能軟件是高年資大夫或者大中心的經(jīng)驗積累。所以我們現(xiàn)在后臺逐漸讓它深化學習，完善它的算法來不斷提高精準度。我們現(xiàn)在已經(jīng)可以針對未破裂動脈瘤出破裂風險報告。報告里有一個準確度，一個特異性都給到病人，來讓病人看到更直觀、更可靠的動脈瘤發(fā)展結果。

　　神外世界：對于一個未破裂動脈瘤的患者，我們團隊使用的這個軟件大概要多長時間能給出報告？

　　王碩教授：患者的資料，比如CTA、自然病史、，包括血流以及血管壁的結構等，我們將資料匯總以后，先通過算法分析后(5-10分鐘)，再由醫(yī)生審核后出具分析報告，整個過程大概需要半天左右。

　　神外世界：智能軟件分析所需的數(shù)據(jù)主要是CTA 的數(shù)據(jù)，還需要什么數(shù)據(jù)嗎？

　　王碩教授：過去這些平常說的動脈瘤的評分表，這些數(shù)據(jù)也是非常重要的。但是現(xiàn)在隨著科技發(fā)展，我們現(xiàn)在把它納入更多的一個深層的數(shù)據(jù)，就真正的血流方向。因為動脈瘤基本生長的位置都在血流改變的位置。所以我把這血流數(shù)據(jù)拿到了，再把動脈瘤管徑，比如瘤頸和動脈瘤的直徑，還有我們關鍵看動脈瘤瘤壁，就是動脈瘤瘤壁的厚度，有無強化，有無薄弱點。所以我們不光看到這個CTA，就是我們CT成像數(shù)據(jù)，我們可能還有血流數(shù)據(jù)，還有包括我們的高分辨核磁的數(shù)據(jù)，都要進行把它融合在一起，進行多維度、多角度的評估。當然數(shù)據(jù)越多，可能獲得的判斷越準確，所以可能還更需要更多的數(shù)據(jù)。

　　神外世界：您談到，未破裂動脈瘤采用手術治療方式，術后并發(fā)癥大概有10%-15%。如果我們這個智能軟件普及真正在臨床上使用后將在哪些方面有多提高呢？

　　王碩教授：我們開發(fā)人工智能軟件判斷系統(tǒng)，說實話關鍵是解決對未破裂動脈瘤是否去干預的問題。因為剛剛我說了，雖然中國人大概在社區(qū)發(fā)現(xiàn)7%的患病率，但真正動脈瘤破裂率并不高。100萬人每年大概只有有80個病人破裂，絕大部分都不破裂的，最基本的目的是把80位挑出來，在破裂前對它進行干預，避免它自然破裂導致的高死亡率、高致殘率，這是我們的初衷。真正就手術而言，包括血管內(nèi)治療、血管外治療，對治療方法來說，總的死亡率基本很低，真正的致殘率在10%-15%，其實這方面我覺得改善的并不是太多，主要我們把這個80病人挑出來，這是我們工作的重點。

　　神外世界：請問動脈瘤的患病率是100個人就有7個嗎？

　　王碩教授：對，這是國際上的數(shù)據(jù)。大概是50歲成人大概是3.2，就100個人有3.2個人患病。但從我們中國上海一個社區(qū)調(diào)查來看，其實中國數(shù)據(jù)還真是比較驚人，達到7%。這確實很高。

　　神外世界：由于動脈瘤的患病率較高，普通人群的體檢您是否建議做 CTA來評估是否患動脈瘤呢？如果這樣，我們做這個 AI 產(chǎn)品，可能輻射面會更大，您覺得呢？

　　王碩教授：其實如果醫(yī)療條件達到了，CTA是無創(chuàng)檢查，正常人群的健康體檢時完全可以做一下。但是現(xiàn)在對中國來說，確實醫(yī)療資源還是相對比較緊張的。所以我們一般主要對這些有家族史的人檢查，因為動脈瘤還是有一定遺傳傾向的，像日本和芬蘭是動脈瘤發(fā)病率非常高的國家。所以它主要對那些高發(fā)病率的人群提倡進行顱內(nèi)血管影像檢查。

　　在國內(nèi)，醫(yī)療資源相對來說還是相對比較緊張情況下，我不太建議所有人都去做這個常規(guī)的腦血管影像檢查。我想比如有家族史(比如高血壓病史)的病人或者年齡50歲以上的病人多去關注。給這類人群體檢的時候，看能不能做血管影像，顱內(nèi)血管影像檢查。如果對全部人群都開放我想那最好了，但是我想我們現(xiàn)在的醫(yī)療條件可能還達不到。

　　神外世界：您提及國際上動脈瘤有地域分布特點，那么中國有沒有地域分布呢？某個地方動脈瘤發(fā)病率偏高一些，這些地方是不是應該普及CTA。

　　王碩教授：確實，您說的問題屬于流行病學調(diào)查，就是流調(diào)。中國現(xiàn)在確實還沒有完整的一個數(shù)據(jù)，所以剛才我提那個上海一個社區(qū)流調(diào)，相當于封閉社區(qū)的一個流調(diào)，大概7.0。但全中國現(xiàn)在還沒有這個數(shù)據(jù)，確實非常遺憾。

　　神外世界：能否介紹一下，您帶領團隊與同心智醫(yī)共同開展的“中國百家中心的未破裂顱內(nèi)動脈瘤網(wǎng)絡登記人工智能平臺”這個項目是什么？進展如何？未來還有哪些打算？將要實現(xiàn)什么樣的目標？

　　王碩教授：我們想開發(fā)一個人工智能軟件，用這個軟件來評估顱內(nèi)未破裂動脈瘤，它在近期或2年、3年、5年，它有沒有破裂的可能。如果它有破裂可能，我們就要積極去干預；如果沒有破裂可能，就可以就讓它去臨床觀察，采用臨床觀察，定期復查，這是我們的初衷。就是所以剛才我說的，我把這100萬人里頭80個要破裂的給挑出來，通過這個軟件來辦這個事。

　　目前這個軟件我們已經(jīng)設置出來了，現(xiàn)在開展了中國百家中心的未破裂顱內(nèi)動脈瘤網(wǎng)絡登記人工智能平臺，這個其實已經(jīng)開始有段時間了，一期的工作已經(jīng)結束了。我們當時研究已經(jīng)納入了18家區(qū)域中心的醫(yī)療中心，涵蓋了全國13個省市，通過網(wǎng)絡平臺共同登記和隨訪，隨訪了516個符合要求的未破裂顱內(nèi)動脈瘤。在隨訪兩年后，大概只有2%的動脈瘤發(fā)生了破裂出血等，有11%的動脈瘤發(fā)生了形態(tài)學的改變。

　　在此技術上，我們準備開展一個二期的研究，在此我們希望有更多的單位來參與顱內(nèi)動脈瘤人工智能風險評估的平臺，來評估動脈瘤并且實時觀察印證人工智能平臺的可靠性。因此，我們通過這個全國性項目，希望能形成中國的未破裂動脈瘤自然史的大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的基礎，深化合作，將我們這個AI技術，將天壇的經(jīng)驗推廣到全國，形成一個顱內(nèi)動脈瘤分級管理模式。

　　緊跟國家醫(yī)改形式，對于一個高風險動脈瘤，我們積極去外科干預；對低風險動脈瘤，可以采用保守治療，以預防為主來改變現(xiàn)在未破裂動脈瘤的治療現(xiàn)狀，所以這個是我們的一個初衷，也是我們真正設計這個實驗或者這個隊列的目的和意義。

　　神外世界：經(jīng)過“中國百家中心的未破裂顱內(nèi)動脈瘤網(wǎng)絡登記人工智能平臺”這個項目，是否可以得出來哪些動脈瘤更容易破裂，給基層醫(yī)院提供臨床性的指導，比如說這個未破裂動脈瘤是什么形態(tài)的，更容易破裂呢？

　　王碩教授：其實我們這個設計軟件的目的就是把臨床上發(fā)現(xiàn)的未破裂動脈瘤來判斷它在近兩年或三年五年有沒有破裂的可能，以此來指導病人需要不需要去干預，是積極干預，還是暫時的一個保守治療，還是進行臨床觀察，所以這是我們的初衷。

　　現(xiàn)在通信技術、網(wǎng)絡技術、5G發(fā)展得非?？欤詴r空距離不算什么事情。所以這個軟件如果一旦應用之后，基層醫(yī)院完全可以把病人基本的數(shù)據(jù)，多因素、多角度、多維度的數(shù)據(jù)源上傳到我們中心來，我們馬上可以給它進行處理，根據(jù)它提供的數(shù)據(jù)，包括我們的自然史、病人數(shù)據(jù)，家庭背景數(shù)據(jù)，動脈瘤數(shù)據(jù)，進行多維度的處理，就可以得出這個病人的動脈瘤有沒有可能在近期破裂，兩年破裂率多少，三年破裂率多少，五年破裂率多少，以此來指導基層醫(yī)院的醫(yī)生去給病人做指導，所以這是我們最基本的初衷。現(xiàn)在遠程醫(yī)療的方式，可以將各醫(yī)院形成一個醫(yī)療復合體，病人足不出戶享受優(yōu)質(zhì)資源，這也是我們的一個初衷。

　　神外世界：對于基層醫(yī)院、偏遠地區(qū)的未破裂動脈瘤的遠程診斷，有哪些技術支持計劃？

　　王碩教授：現(xiàn)在5G技術，傳輸跟距離已經(jīng)不成問題，遠程指導做手術都可以完成，其實就是一個傳輸技術快。我們現(xiàn)在所開發(fā)的AI智能對動脈瘤來說就是通過5G傳輸技術，用遠程醫(yī)療方式給到基層醫(yī)院，使它享受大醫(yī)院的中心醫(yī)院或者高年資醫(yī)生的經(jīng)驗，這樣可以使患者真正受益，所以這也是一種同質(zhì)化醫(yī)療的一個目標。

　　神外世界：這個 動脈瘤AI產(chǎn)品出來的報告是需要醫(yī)生參與去讀片嗎？還是自動生成的呢？

　　王碩教授：像我剛說的醫(yī)生和軟件的關系，其實軟件是輔助醫(yī)生的。我覺得這個軟件特別是對基層醫(yī)院，因為它的治療經(jīng)驗可能相對不足，但我用軟件去幫助它，提高它的診斷和治療的經(jīng)驗，這樣是我們最好的一種方法。所以我想這個軟件，其實真正是幫助醫(yī)生來提高他的診療水平，這是最終的一個目的。

　　神外世界：天壇醫(yī)院神經(jīng)外科，在復雜動脈瘤手術上的發(fā)展方向？

　　王碩教授：其實動脈瘤一般可以簡單分成相對比較普通的簡單動脈瘤還有復雜動脈瘤。從目前來說，這么多年醫(yī)療的發(fā)展，技術發(fā)展器械的發(fā)展，目前來說對普通的簡單動脈瘤，無論是手術治療還是血管內(nèi)治療，其實都趨于成熟，現(xiàn)在死亡率、致殘率都非常低了。

　　但是目前對于復雜的一些動脈瘤，可能還需要我們進一步探討，因為這種復雜動脈瘤采取單純的手術治療，開刀治療或者血管治療，都不能獲得比較滿意的效果。所以在十三五期間的我們天壇醫(yī)院神經(jīng)外科將血管內(nèi)治療和血管外治療，就是開刀和介入治療，進行了一個有機結合，也就是采用了一個符合手術的理念，充分發(fā)揮手術和介入治療兩者優(yōu)勢。我們把過去不同的空間，現(xiàn)在放到一個空間來，大家共同去完成這一個復雜動脈瘤，所以我們開展了一個復雜動脈瘤全面的診療上。比如這些巨大動脈瘤載瘤動脈很深的，過去單純手術可能很費勁，顯露很困難，介入栓塞也很困難，就是支架搭不上去，所以這時候我們可能通過介入技術，先通過介入把動脈瘤臨時阻斷一下，降低動脈瘤術中的破裂風險，然后再手術把它完全分離出來，把它夾閉或者重塑，這樣來降低出血的風險。

　　對一些相對復雜動脈瘤，我們可以采用不同的血流重建，這個重建包括血管內(nèi)的搭橋就是支架，還有血管外的架橋來保證血流暢通，這些措施都有利于術后病人整體的預后，降低病人的死亡率、致殘率。

　　我們現(xiàn)在主要對復雜動脈瘤開展復合手術，就是把開刀和介入治療兩個結合在一起來，明顯提高手術療效，所以這我覺得這是復雜動脈瘤的一個發(fā)展方向。

　　專家簡介TITTLE

王碩教授

　　1.神經(jīng)外科教授、博士生導師，主任醫(yī)師

　　2.國家神經(jīng)系統(tǒng)臨床研究中心PI

　　3.英國皇家醫(yī)學會外籍會員

　　4.現(xiàn)任中華醫(yī)學會神經(jīng)外科學分會主任委員，中國卒中學會腦血管病外科分會主任委員，首都醫(yī)科大學神經(jīng)外科學院副院長，首都醫(yī)科大學附屬北京天壇醫(yī)院神經(jīng)外科主任，腦血管病病房主任

　　5.主要從事腦血管疾病及顱內(nèi)腫瘤的外科治療和研究工作，率先在國內(nèi)建立了比較完善的微創(chuàng)神經(jīng)外科技術平臺，在腦血管病手術中運用功能磁共振、神經(jīng)導航、熒光造影、電生理監(jiān)測、激光多普勒腦血流監(jiān)測等輔助技術，大大提高了腦血管病的手術安全性和效果。同時還從事了一系列腦血管病發(fā)病機制的研究，包括顱內(nèi)動脈瘤的形成和破裂機制、腦血管畸形的分子病理學研究

　　6.現(xiàn)已獲得國家及省部科技獎勵13項，其中獲國家科技進步二等獎3次

　　7.以第一作者或通訊作者在Cardiovascular diabetology、Stroke和Translational stroke research等高影響力學術期刊上發(fā)表論文120余篇。擔任主編和副主編出版專著8部、教材4部。先后主持和完成了國家“十三五”重點研發(fā)計劃、國家“十二五”支撐計劃、國家自然科學基金、北京市科委重點項目等多個相關的實施

　　8.現(xiàn)主持一項國家自然科學基金和一項“十四五”國家重點研發(fā)計劃“常見多發(fā)病防治”課題

　　9.現(xiàn)擔任Frontiers in Immunology、Frontiers in Aging Neuroscience、Frontiers in Neurology和Brain Sciences的客座主編、《中華神經(jīng)外科雜志》副主編、《中華神經(jīng)外科雜志(英文版)》副主編、《中國腦血管疾病雜志》副主編、《中華腦血管病雜志(電子版)》副總編輯和《中華醫(yī)學雜志》編委

　　10.先后獲得“北京市跨世紀優(yōu)秀人才”“北京市‘十百千’計劃人才”“衛(wèi)生部有突出貢獻中青年專家”“‘衛(wèi)生部抗生素臨床合理應用全國普及計劃’核心專家”“衛(wèi)生部人才中心全國領域?qū)＜摇焙蛥请A平-保羅楊森獎

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