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微軟科技“見”證奇跡，守衛光明——微軟科技幫助糖網患者重見光明

初春的上海，如往舊陰雨綿綿。位於繁華地段第二軍醫大學上海長征醫院的眼科診室裏，卻有一位心情比天氣更低沉的人。這位帶著父親從三線小城市趕來就醫的盛女士被告知，父親被確診為糖尿病視網膜病變（DR）——也就是糖網病；而這個病可能會造成永久失明。

“聽到結果的時候，我不敢相信。”盛女士說道，“我的父親多年前患上糖尿病後，我們一直都很注意他的生活起居，控製得還不錯。我們怎麼也沒想到，這個病竟然還會影響視力。“

盛老先生說，他是在數月前感到眼睛不適的。剛開始還沒有很明顯，直到最近看電視都倍感吃力。盛女士趕緊帶他到當地一家醫院查看，經多番檢查卻怎麼也找不到病因。“父親曾經是一位視力 2.0 的海軍，視力下降對他打擊很大。找不到病因就沒法治療，我們非常著急。”最終，經過多方打聽，盛女士了解到上海長征醫院的眼科在全國首屈一指，該院眼科主任魏銳利教授更是著名專家，便立刻帶著父親動身前往上海。

在上海長征醫院，盛老先生在初步篩查時，被人工智能產品識別為疑似糖網，同時人工智能將分析結果同步給醫生，最終確認了糖網病就是讓盛老先生視力下降的真正原因。糖網病是糖尿病的一種並發症，病發早期患者不會感到不適，而等到視力出現障礙時，情況已經惡化了。因此糖網病也被稱為“隱形殺手”。“自從父親患上糖尿病，我們一直遵循醫囑帶他定期做內分泌檢查。但我們當地醫院內分泌科醫生沒有條件檢測糖網病，也忽視了日常要去眼科隨診，這才沒能及時發現原因。“盛女士說道。

事實上，像盛老先生這樣的患者並不是少數。據統計，中國約有 1.14 億糖尿病患者；病史在 15 年以上的患者中約 60%可能發生糖網病變，其失明幾率較非糖尿病患者高出 25 倍，且不可逆。糖網病是四大致盲眼病之一；世界衛生組織預測，到 2030 年，全球糖網患者人數將增加到 3.66 億。

“早期症狀不明顯、地方醫療條件有限是阻礙多數糖網病患者及時發現病變的重要原因。但是我們也不能忽略另外一個現狀：目前專業眼科醫生數量少，且大多身處大城市。相信盛先生一開始檢查沒有找到原因，就是因為當地沒有專業醫生為他做眼底檢查，或者沒有能力閱片。”魏主任解釋說。事實上，當下中國約五分之一的縣級醫院仍沒有設置眼科，而眼科的患醫比已達到驚人的 3166：1。

醫療資源的不均衡加大了眼科醫生的工作負擔，他們大多時候都在忙於急性或重症眼疾的治療，很少能專注精力處理糖網病這樣的慢性疾病。“但是科技卻能給我們很好地幫助。”參與盛老先生治療的黃瀟主治醫師介紹道，“我們在診斷的過程中，就是借助了一個名為 Airdoc DR 的糖網輔助智能分析係統。”

Airdoc DR 是一家來自中國本土的初創企業 Airdoc 針對糖網病開發的、基於微軟深度學習架構的解決方案，很好地解決了過往醫生隻能憑手動和人工看片方式存在的效率低、準確率低的問題。它在大量專家醫生標注的眼底數據基礎上，利用微軟深度學習技術，設計特定的深度神經網絡結構，實現眼底圖像準確識別及病變區域判斷，從而協助醫生在數分鍾之內完成篩查及準確分析。

“它很有用，也非常好用。“魏主任和黃醫生評價道。“我們將患者的信息和眼底影像輸入到係統內，它就會自動上傳雲端與現有的數千張影像進行對比分析，然後生成報告給我們參考。”

目前，Airdoc DR 已經在上海長征醫院全麵推廣。除了針對糖網病的係統，Airdoc 還推出了多套專注於以人工智能、深度學習提升醫學診療準確率和效率的解決方案，得到了多家醫院的認可關注和積極部署。

醫療機構的積極應用，對於 Airdoc 的人工智能算法平台而言，意味著不斷增加的大規模醫療數據和實時並發的計算需求。“我們很高興看到這些解決方案被醫院所采用。但是同時，我們也發現了一個問題——原先使用的深度學習係統框架的性能已經跟不上訓練數據的要求了。”Airdoc 創始人張大磊談道。

在公司最需要新技術力量來應對擴展的訓練架構的時候，張大磊聽說微軟要推出最新版本的微軟認知工具包，立刻就興奮起來。“抱著試試看的心情”，張大磊給微軟開發者體驗部門發了一封電子郵件詢問相關情況，並直接表示希望把自家解決方案遷移到微軟深度學習架構上，以實現多機多卡的分布式訓練環境，提升整體性能。

讓張大磊興奮的微軟認知工具包（Microsoft Cognitive Toolkit），是微軟研究院推出的一個用於深度學習的係統，能夠基於 CPU 和 GPU 高效、跨平台地處理大規模、可投入應用的任務，並可同時支持 Windows 和 Linux 係統。

Airdoc 解決方案此前基於 Caffe 平台 ResNext 和 GoogLeNet 模型所構建。麵對大量的醫療數據，張大磊希望此番向微軟認知工具包的遷移，不僅能平穩、迅速地進行，更需要確保模型準確度不變化，這並非易事。

在接到 Airdoc 需求的第一時間，微軟迅速成立了一支由開發者體驗部門技術人員、微軟亞洲研究院研究員與在美國總部的微軟認知工具包團隊組成的技術支持小組。在北京微軟大廈一間 30 平米的會議室裏，小組成員與 Airdoc 積極交流技術設想，對每一細節進行充分討論；而 Skype for Business 連接著的另一邊，則是位於美國總部的同事在遠程參與和支持。一名參加了項目全程的研究員笑著說：“我喜歡應對挑戰。更何況這次是一個與醫學相關的項目，這讓我覺得特別有意義。”

最終，僅用時四天，這群技術極客們就宣告了遷移工作的全麵勝利——不僅達成了預期目標，確保了準確率與原先完全一致，更是收獲了超出了所有人設想的意外結果：在微軟認知工具包上的 GoogLeNet 模型運行效率遠遠高於 Caffe 平台，整體模型的運行效率提升了 30%-40%。

張大磊欣喜地表示，“我一直相信微軟，相信微軟的技術。這次在這麼短的時間內就實現了無縫銜接，實在太震撼了！不過最讓我感動的還是微軟的科研熱情和協作精神，沒想到一封郵件就促成了這一次的合作！”

在微軟技術的幫助下，Airdoc DR 係統穩定高效的運行，幫助盛老先生及更多糖網患者及時確診，從而采取有針對性的激光治療方案。現在，盛老先生的視力已經得到了改善，從 0.1 不到恢複到了正常水平。

父親得到了有效治療，盛女士非常高興。“非常感謝上海長征醫院的眼科醫生們，他們真的非常專業，非常認真。我也感覺很是幸運，能遇到像 Airdoc DR 這樣的係統，幫助醫生及時找出我父親的病因。“盛女士還感慨道，希望能把這個係統普及到更多中小城市的醫院中去，提高地方的糖網篩查能力，讓更多的糖網病患者能及早得到治療，降低失明風險。

“的確，Airdoc DR 大大解放了我們眼科醫生。使用這套係統的醫生其實並不需要具備眼科方麵特別深度的專業知識，也能快速判斷糖網病的病變與否。”魏主任補充道，“這樣一來，讓更多的醫院部署這套係統其實就是把我們專業醫生的手和經驗延伸到了全國各地。即便是偏遠地方醫院也可以通過雲端上傳患者的眼底影像，進行遠程分析，讓小地方的患者也能享受到大城市的醫療診斷，而不必多費周折親身前來。”

搭載微軟深度學習技術的 Airdoc DR 是一次人工智能跨界應用創新的成功典範。在中國，加快發展人工智能醫療應用也是大勢所趨。“醫學診斷創新”、“智慧醫療”等已成為“十三五”規劃以及《健康中國 2030 規劃綱要》中的高頻詞匯。可以預見，未來將人工智能的技術手段與專家經驗與醫學知識相結合，在臨床中不斷完善，能實實在在提高診療效率和準確率，提高健康服務水平。

願人工智能成為醫生新時代的聽診器，讓所有人都可以享受到頂級的醫療服務。智者仁心，相信這是上海長征醫院的醫生們、Airdoc 和微軟的共同心願。

最後更新：2017-10-07 23:36:37

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