AI融合配准+大数据+AR 成都中创五联打造现实版“良医”

《良医》，被观众评为近年来最好看的医疗剧。片中的主角凭借超强的记忆力和空间想象力，完成了一例例极其困难的手术。为了表现这种能力，导演用3D影像还原其在脑海里重建患者身体构造的过程。

事实上，这种近乎“外挂”的能力，已经通过大数据人工智能配准重建和现实增强技术得以实现。

3月31日，2020成都新经济新场景产品首场发布会上，成都中创五联科技有限公司（以下简称“中创五联”）发布了“多模态医学影像虚拟手术计划及AR辅助导航系统”。

这个系统以大数据和人工智能及SYSMMETRIC DIFFEOMORPHIC配准算法的方式，把传统DICOM影像数据(CT/MRI)，冲减成立体、直观、精确、可交互的三维模型，满足临床精准诊断、治疗、手术的需求。同时借助最新的增强现实(AR)技术实现对三维可视化模型广泛、深入的应用，并利用其“虚实结合”的特点，实现术中实时的辅助定位与导航等。

术中实时定位与导航现场图（特殊设备拍摄）

据了解，“三维医学影像手术计划”已于2018年、2019年分别新增为四川省、成都市特需医疗服务项目，医疗机构按照自愿委托、双方协商的原则提供服务并收取费用。

第三代三维可视化技术，实现多模态深度配准与融合

从X光摄像到CT（电子计算机断层扫描），再到MRI（磁共振成像），医学影像技术每一次的进步都为临床诊断的准确性带来了质的飞跃。但从图像到服务临床应用，这其中依然存在图像呈现方式的局限性所带来的影响，难以达到精准医疗的要求。“传统二维影像仅能通过多个截面观察二维断层结构，无三维结构展示。”据中创五联副总经理吴俊介绍：对外科医生而言，以CT、MRI为代表的传统二维断层影像对于病灶的定位不够精准与直观，部分关键信息只能在手术中“现场”确认。

得益于三维可视化技术的直观体验，其在临床应用中得到了快速发展。据了解，第一代三维可视化技术—体绘制容积重建，一般由影像检查设备自带后处理工作站完成，对临床的帮助十分有限。第二代技术—单模态面绘制重建，大多数通过CT，也有少部分通过MRI数据实现不同解剖结构的独立分割重建，较大提升了三维重建技术的临床辅助作用，但患者的各种“片子”会因为扫描设备、位置、时相的差异以及身体状态的不同，无法简单的通过二代技术进行叠加，并正确的显示在一套三维模型中。

吴俊表示，中创五联的第三代三维可视化—多模态深度配准与融合重建技术，通过基于大数据的人工智能（AI）技术、自动化先验算法和高性能计算机阵列运算，可将CT和MRI数据信息精确的配准融合，并在同一套三维模型中呈现基于MRI与CT图像的所有关键结构和信息，为临床治疗决策提供全面、详尽、准确的支持。

传统二维影像 - 多平面重建(MPR)

第一代三维可视化 – 体绘制容积重建

第二代三维可视化 – 单模态面绘制重建

第三代三维可视化 - 多模态深度配准与融合重建(中创五联)

以中创五联的实际服务的“偏头痛”病案为例。临床时医生常以“少激动、多休息”为医嘱并辅以内科治疗，而中创五联通过分析患者头部CTA与MRI图像，进行多维滤波优化、多模态深度配准与融合重建，通过精准的三维模型，展现了患者偏头痛的病因是由于小脑动脉（基于CTA重建）挤压邻近三叉神经（基于MRI重建）所致，医生通过观察模型，获得了准确、可视的诊断与术前评估信息，使用微创手术帮助患者结束了持续了两年多的偏头痛，使患者生活质量显著提高。

用技术填平医患之间的“专业鸿沟”

按照“十三五”科技创新专项规划，为推进“精准医疗”发展，国家计划至 2030年，共计投放600亿元资金，扶持精准医疗产业发展。“精准医疗”是一个相对于“传统医疗”的概念，是将现代化技术、数字化技术、精密仪器设备等与优秀的传统技术和经验的完美融合，从而大大减小临床实践的不确定性，在保证治疗效果的同时尽可能减小风险、降低损伤、提高成功率。

中创五联CEO张可告诉36氪四川，“多模态医学影像虚拟手术计划及AR辅助导航系统”成像精度可达0.1mm，病灶的形态、大小、位置关系等关键信息通过三维模型一目了然、纤毫毕现，极大改善传统二维影像在病灶识别与定位中容易造成的误判、漏判和错判的情况。同时也很大程度填平了医患之间的“专业鸿沟”，以最直观、简单的方式代替过去难以理解专业语言，真正实现患者和家属的“知情”，了解每一个细节和风险。对于临床医生而言，不用再“摸着石头过河”，提前识别潜在风险，实现规避和预防，同时借助AR“虚实结合”的实时辅助，让复杂的病情都变得清晰、简单。

术前分析与医患沟通（特殊拍摄）

据悉，目前该项技术已经获得2019年度广东省科学技术奖一等奖，提名2020年度国家科学技术奖二等奖，并和中国人民解放军总医院301、复旦大学医学部、四川省人民医院、四川省华西医院等全国30多家医院展开合作，累计完成了2000多次服务。

成都中创五联科技有限公司成立于2017年3月，是一家致力于开创和引领中国数字化医学医疗产业发展的高新技术企业。公司拥有顶级的离线渲染和实时渲染图像处理技术、三维可视化技术、人工智能图形分割技术、多模态影像融合与计算机自动配准技术、虚拟现实 (VR)/增强现实(AR)以及混合现实(MR)技术等，将传统医学与最新、最先进的数字化科技完美融合，开发直观、生动、高精度、高准确性、 易使用、易交互的数字化产品，针对医学教育、临床应用、大众科普与健康等领域开启全新的应用模式，并通过医学大数据与云信息平台相配合，实现医学医疗的资源共享、信息沟通与实时互动。