“這是一個電影片段，大家有誰看出演員的步態(tài)有問題？“在5月22日于昆明舉行的騰訊全球數(shù)字生態(tài)大會智慧醫(yī)療專場上，騰訊醫(yī)療人工智能研究院院長范偉博士以一個提問開啟了他的演講。

“實際上他左臂的搖動頻率和幅度比正常人要小，后來被診斷患有帕金森�！狈秱ダ^而解答道，這位演員正是曾出演熱門科幻喜劇《回到未來》的Michael J． Fox，確診帕金森病時他剛滿30歲。

圖：騰訊醫(yī)療人工智能研究院院長范偉博士發(fā)表主題演講

帕金森病“破壞力”大 早期就診面臨“兩道坎”

中國帕金森病患者有400余萬人，約占全球的50％。在范偉看來，帕金森病給社會和家庭帶來的影響不可估量�！芭两鹕�病患者一年差不多要花費(fèi)3萬， 占有些家庭總收入的48％�！北M管如此，比財力消耗更令人難以承受的，是由疾病帶來的行動不便，無法自理�！芭两鹕�病分4級，1、2級能夠自理，3、4級不能自理，包括簡單的吃飯、上洗手間都不行。家里一個護(hù)工都不夠，有的要2個。”因此，在有帕金森病患者的家庭，疾病未使患者“癱瘓”之前，可能已經(jīng)讓整個家庭陷于“癱瘓”。

事實上，如果能夠早發(fā)現(xiàn)早診斷早治療，再加上科學(xué)有效的疾病管理，將能夠有效延緩、控制帕金森病的病程。但這并非易事，范偉介紹道，“在我國，75歲以上的老人帕金森患病率高達(dá)10％，但發(fā)病初期就診率只有3．75％�！迸两鹕�病的早期診斷和全程管理至少面臨著“兩道坎”：

一是醫(yī)患比例“蹺蹺板”的長期失衡。在我國，帕金森病患者數(shù)量眾多，但與之相對應(yīng)的帕金森專病醫(yī)生卻只有1000多名，而隨著人口老齡化的日益嚴(yán)重，醫(yī)患數(shù)量失衡的情況還將持續(xù)拉大。

二是傳統(tǒng)的帕金森病評估方式不僅耗時耗力，還具有很強(qiáng)的主觀性。不像測量糖尿病、高血壓等慢病可以通過儀器設(shè)備進(jìn)行量化檢測，帕金森病主要的評估方式要更為“簡陋”，醫(yī)生通過人工觀察的方式，根據(jù)患者完成指定動作的流暢程度進(jìn)行打分和綜合病情評定。“目前在臨床環(huán)境下做一次評估，醫(yī)生需要30－40分鐘，專家通過肉眼去觀察，給不同的動作評分。因為人的肉眼主觀判斷能力有區(qū)別，不同的專家給相同的人評估結(jié)果可能不一樣�！�

面對帕金森病的這兩道坎，范偉博士帶領(lǐng)的團(tuán)隊的目標(biāo)就是要通過AI技術(shù)將運(yùn)動功能評估變成一種量化客觀的標(biāo)準(zhǔn)，通過產(chǎn)品化落地去幫助醫(yī)生更加有效地管理更多的患者。另外，除了帕金森病之外，還有很多疾病跟運(yùn)動能力評估相關(guān)，例如腦癱、脊柱側(cè)彎、腦卒中、多發(fā)性硬化癥等。缺少客觀測量的工具和手段，目前是醫(yī)學(xué)上的一個盲點(diǎn)。對此，范偉博士的思路是找到一套適用多種疾病的客觀可量化運(yùn)動評估方法，用AI技術(shù)的能力去推動醫(yī)學(xué)解決盲點(diǎn)。

圖：通過AI技術(shù)分析視頻中的步態(tài)

超越認(rèn)知三大技術(shù)首創(chuàng)實現(xiàn)帕金森評估可量化

“測量一切可測之物，并把不可測的變?yōu)榭蓽y�！蓖ㄟ^引用伽利略的一句名言，范偉提出了在運(yùn)動功能方向上探索的靈感，“有些事物不能直接測量，你要想辦法測量。把能夠測量的測準(zhǔn)，這是科學(xué)的基本原則”。就像溫度計、血壓計、血糖儀可以變成日常監(jiān)測設(shè)備一樣，人工智能技術(shù)的加入，讓范偉“超越認(rèn)知”的想法變?yōu)榭赡�。范偉博士介紹，在視覺方面，人眼能夠識別大概是每秒24幀，但人工智能應(yīng)用是60—240幀，在聲音的采樣上，人耳是20千赫，而人工智能應(yīng)用要大于44千赫。

圖：人工智能幫助測量超越認(rèn)知極限

范偉博士所在的騰訊醫(yī)療人工智能研究院通過與華山醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科王堅教授團(tuán)隊合作，以視頻分析技術(shù)為基礎(chǔ)通過分析錄制的患者規(guī)定動作視頻做MDS－UPDRS評分。由于患者的運(yùn)動功能評估本身就非常耗時，也就造成數(shù)據(jù)采集的低效。為了解決訓(xùn)練數(shù)據(jù)少的問題，范偉博士團(tuán)隊創(chuàng)造性地引入了AR技術(shù)生成模式訓(xùn)練數(shù)據(jù)，可以在短時間內(nèi)將訓(xùn)練數(shù)據(jù)擴(kuò)充數(shù)千倍。視頻數(shù)據(jù)的標(biāo)注更加耗費(fèi)人工，為了解決標(biāo)注問題，技術(shù)團(tuán)隊引入了虛擬傳感技術(shù)，在生成模擬數(shù)據(jù)時自帶標(biāo)注點(diǎn)，再將帶標(biāo)記的模擬數(shù)據(jù)融合到患者拍攝的肢體運(yùn)動視頻上面實現(xiàn)同步運(yùn)動。這樣就突破了人類數(shù)據(jù)標(biāo)注的極限，大大提高工作效率，也降低了項目研發(fā)的成本。

在傳統(tǒng)運(yùn)動功能評估方法中，人眼對與震顫的最小識別粒度是厘米級別的。但是通過上述視頻分析技術(shù)，系統(tǒng)目前可以識別人眼無法識別的像素級震顫，并做量化分析，突破微小運(yùn)動測量極限。這一成果遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了人類的視覺極限。

圖：AI視頻分析識別和測量微小震顫

除AI視頻分析技術(shù)，此次會上范偉博士還首次展示了騰訊醫(yī)療人工智能研究院的兩項新技術(shù)在帕金森評估領(lǐng)域的應(yīng)用——手機(jī)傳感器運(yùn)動評估技術(shù)和語音功能分析技術(shù)。通過普通智能手機(jī)傳感器，增加了帕金森病運(yùn)動功能評測的維度和精度。目前，帕金森運(yùn)動功能評估不僅支持靜止震顫、動態(tài)震顫等手部運(yùn)動功能，也有跺腳和抬腳趾等腿部運(yùn)動功能，傳感器能夠高效率地實現(xiàn)全身微小運(yùn)動的測量。

在視覺被突破之外，語音功能分析技術(shù)則有望突破人的聽覺極限。由于帕金森病人的一個常見的癥狀是語調(diào)單一，說話呼吸急促或語音遲滯。為了捕捉和學(xué)習(xí)這些特征，系統(tǒng)會引導(dǎo)測試者錄制一段5－10秒的語音，通過人工智能模型來判斷帕金森病人的狀態(tài)。另外，由于無需購買額外硬件，只需要智能手機(jī)就可以完成快速，簡單和易用的帕金森病狀態(tài)的語音評估，從而使日常居家和護(hù)理監(jiān)測成為了可能。

借助視頻分析、手機(jī)傳感器分析、語音分析這三大評估技術(shù)，醫(yī)生可以更高效地評測帕金森病患者的病情，對患者進(jìn)行分級，并制定更有針對性的治療方案，這也為行動不便的患者帶來便利。醫(yī)生可以通過手機(jī)與患者互動，便可實現(xiàn)患者的疾病管理，讓患者服用最合適的藥物、最合適的計量，維護(hù)患者運(yùn)動功能，減少家庭負(fù)擔(dān)。

除此之外，類似的運(yùn)動視頻分析技術(shù)還可以用于其他運(yùn)動功能評估場景，如：腦癱患者在手術(shù)前的步態(tài)分析、腦卒中病人康復(fù)期的運(yùn)動功能評估、足球運(yùn)動員受傷后的恢復(fù)訓(xùn)練中的運(yùn)動功能狀態(tài)評測等。

圖：帕金森病運(yùn)動功能評估系統(tǒng)已開展國際臨床試驗

據(jù)范博士透露，該項帕金森病運(yùn)動功能評估系統(tǒng)已經(jīng)開始展開國際合作，例如，在英國已經(jīng)通過合作伙伴Medopad獲取到臨床試驗許可，并逐步展開臨床試驗。同時在跟某著名國際醫(yī)院合作的臨床實驗中，經(jīng)過與醫(yī)生團(tuán)隊的對比實驗，該系統(tǒng)對于多個運(yùn)動的評分一致性到達(dá)91％，超過了普通醫(yī)生團(tuán)隊之間的打分一致性。

截至2019年5月，這套帕金森病運(yùn)動評估系統(tǒng)已在南京、天津、西安、昆明、貴陽等城市的15家臨床機(jī)構(gòu)進(jìn)行試運(yùn)行，為帕金森病患者帶去福音。在騰訊全球數(shù)字生態(tài)大會智慧醫(yī)療專場揭曉的2018年度中國“互聯(lián)網(wǎng)＋醫(yī)療健康”優(yōu)秀案例獲獎案例中，“帕金森病運(yùn)動功能智能評估”最終成功入選“十大科技助力醫(yī)療健康創(chuàng)新”優(yōu)秀案例。

探索AI“測量”疾病的更多可能

騰訊醫(yī)療人工智能研究院還在多發(fā)性硬化癥、銀屑病、心血管疾病輔助診斷與手術(shù)規(guī)劃、癌癥放療規(guī)劃、EKG分析等疾病領(lǐng)域展開了豐富的研究與探索。

圖：騰訊醫(yī)療AI在更多疾病上的探索

以銀屑病的就醫(yī)為例，去年騰訊牽頭啟動國家重點(diǎn)研發(fā)計劃中的“數(shù)字診療裝備研發(fā)專項”課題研究，騰訊醫(yī)療人工智能研究院聯(lián)合湘雅醫(yī)院陳翔教授團(tuán)隊，共同研發(fā)了以微信小程序為平臺、基于AI的銀屑病輔助診療助手，串聯(lián)皮膚病AI輔助診療的全流程，可根據(jù)患者皮損照片和線上問答實現(xiàn)自我初篩；在診中實現(xiàn)病情量化，對病情嚴(yán)重程度進(jìn)行評分，輔助醫(yī)生可持續(xù)、可量化監(jiān)控病情變化，跟蹤預(yù)后效果，及時調(diào)整治療方案。目前銀屑病初篩精度已達(dá)到93％。

此外，范偉博士介紹到，團(tuán)隊還利用AI技術(shù)實現(xiàn)了頭頸部放療器官的自動勾畫，可在 0．12秒內(nèi)完成器官勾畫，而此前醫(yī)生為一名患者做放療規(guī)劃方案通常需要花費(fèi)7天的時間。這一技術(shù)可大大提升放療醫(yī)生的工作效率使醫(yī)患共同受益。