深耕在智能 賦能于醫(yī)療

文/本刊記者 郭瀟雅

非計算機等工程學科班出身的葉哲偉，憑借著興趣和堅持，在智能醫(yī)學領域做出了巨大成績，用青春與汗水推動當?shù)蒯t(yī)院乃至我國智能醫(yī)學不斷發(fā)展。

陳孝平院士提出，人類醫(yī)學發(fā)展可以分為3個時代：第一個時代是經驗醫(yī)學時代，主要依據(jù)傳統(tǒng)經驗、宏觀的理論進行治病；第二個時代是循證醫(yī)學時代，醫(yī)學結合了科學，從此進入了發(fā)展快車道；第三個時代將是智能醫(yī)學時代，從20世紀60年代開始，以人工智能、互聯(lián)網(wǎng)、機器人等為代表的新技術開始進入現(xiàn)代醫(yī)療，對已有的醫(yī)學模式帶來顛覆性的改變。經驗性、重復性的操作將越來越多地由機器人和人工智能輔助醫(yī)師來完成，醫(yī)師將從實施者、操作者變成設計者、監(jiān)督者，醫(yī)學進入精準化、智能化、遠程化時代。

對于武漢醫(yī)學會智能醫(yī)學分會主任委員、華中科技大學附屬協(xié)和醫(yī)院骨科主任醫(yī)師葉哲偉來說，“智能醫(yī)學”是再熟悉不過的詞，他已經在該領域深耕了20余年。在葉哲偉看來，智能醫(yī)學是一門新興的醫(yī)、理、工高度交叉的學科，是醫(yī)學與一系列前沿科技的密切融合。智能醫(yī)學將為醫(yī)護人員今后的醫(yī)療工作賦能，為醫(yī)學創(chuàng)新帶來無限可能，還將成為醫(yī)療改革的強大動力，助推公立醫(yī)院實現(xiàn)高質量發(fā)展。

結緣智能醫(yī)學

葉哲偉走上智能醫(yī)學的道路有一定的偶然性，也有必然性。必然性是他對很多理工科領域和知識充滿好奇，也充滿興趣，一直有想把這些知識應用到醫(yī)學領域的沖動。

1998年，葉哲偉設計了一個原衛(wèi)生部的課題并獲得了資助，項目是對男性的生殖干細胞（精原細胞）做一些實驗研究。在研究中，葉哲偉發(fā)現(xiàn)這個細胞在體外沒有辦法建立細胞系，因為精原細胞的特點是非對稱分裂，即一個精原細胞分裂成兩個不同的細胞，一個是精原細胞，另外一個就是初級精母細胞。因而，非對稱分裂的特性決定了這個細胞在體外無法建立細胞系，很多研究無法順利推進。葉哲偉試想，如果在現(xiàn)實環(huán)境中不能建立細胞系，那么有沒有可能先構建一個計算機模型，實現(xiàn)計算機三維建模、虛擬仿真、數(shù)字化克隆？

為了實現(xiàn)這個想法，葉哲偉找到了華中科技大學數(shù)字化工程中心的周均清博士，共同設計了相關實驗方案，并在2003年獲得了國家自然科學基金課題資助。隨后，兩人在這個方向開始了很多的科研推進工作。葉哲偉說道：“這是醫(yī)院最早開展的醫(yī)工交叉研究，也為我們后續(xù)的智能醫(yī)學工作奠定了良好基礎。”

隨著各項研究的進一步深入，醫(yī)工交叉合作“一發(fā)而不可收拾”。這些年，葉哲偉和華中科技大學的水電學院、機械學院、數(shù)字制造裝備與技術國家重點實驗室、自動化與人工智能學院、多譜信息處理技術國家級重點實驗室、計算機學院、啟明學院、生命科學院等院系的師生團隊進行了多方位密切合作，以醫(yī)學需求為導向，以課題為支撐，開展了一系列卓有成效的智能醫(yī)學研究。

2017年6月26日，葉哲偉教授團隊成功實施了首例混合現(xiàn)實技術引導下的骨科髖部骨折手術，被央視、新華社等數(shù)百家媒體報道。2017年10月31日，微軟HoloLens全球銷售總監(jiān)Mark Day及微軟中國市場戰(zhàn)略總監(jiān)Jared Anderson一行在北京301醫(yī)院專門與葉哲偉教授團隊遠程連線交流，并稱贊團隊的工作：“You are leading the world !”

通過人工智能混合現(xiàn)實，精準定量展示新冠肺炎患者全病程肺部病變的體積變化。

2018年1月8日，葉哲偉教授團隊成功實施了“混合現(xiàn)實技術三地遠程聯(lián)合會診手術”。在同年“2018世界VR產業(yè)大會”上，微軟公司資深副總裁Alain Crozier在大會發(fā)言中，特別提及了葉哲偉教授團隊的醫(yī)學混合現(xiàn)實工作，以及由葉哲偉主編的《醫(yī)學混合現(xiàn)實》一書。2019年4月1日，國家衛(wèi)生健康委辦公廳在“衛(wèi)生健康工作交流”中，重點向全國介紹了葉哲偉教授團隊開展的混合現(xiàn)實遠程會診手術。短短3個月后，葉哲偉又帶領團隊，成功實施了“5G環(huán)境下混合現(xiàn)實云平臺遠程會診手術”，該手術過程由央視全程直播，中央人民政府網(wǎng)站、新華社、人民日報等多家主流媒體進行了大篇幅報道。

收獲累累碩果

2019年9月29日，葉哲偉有幸在人民大會堂參加了國家功勛與國家榮譽稱號頒授。10月1日，又受到中央人民政府的邀請，葉哲偉作為國慶70周年閱兵天安門廣場觀禮臺觀禮嘉賓參加了閱兵觀禮。

由于葉哲偉在智能醫(yī)學領域的突出貢獻，使他有幸創(chuàng)建國家“十四五”普通高等教育規(guī)劃教材《智能醫(yī)學》（本科生、研究生核心課程），并擔任教材主編。至此，《智能醫(yī)學》國家教材體系的3個組成部分（本科生、研究生、醫(yī)師規(guī)范化培訓）形成完整閉環(huán)。

葉哲偉表示，同時擔任這3個階段國家教材的創(chuàng)始主編，深感責任重大。智能醫(yī)學國家教材體系梳理了醫(yī)學與一系列前沿科技的密切融合，涉及人工智能、介導現(xiàn)實、計算機手術導航、3D打印、機器人、可穿戴醫(yī)療設備、云平臺、遠程醫(yī)療、醫(yī)療大數(shù)據(jù)、5G醫(yī)療、區(qū)塊鏈等眾多醫(yī)學前沿領域技術，將對我國數(shù)十萬醫(yī)學生和理工科學生產生深遠影響。

以編寫教材為契機，葉哲偉已連續(xù)3個學期在華中科技大學開設了智能醫(yī)學課程，每學期32學時，課堂場場爆滿。葉哲偉團隊也先后到復旦大學、武漢大學、山東大學、寧夏大學等國內200多所高校和醫(yī)院，講解和推廣智能醫(yī)學及相關前沿技術，獲得熱烈關注和好評。

2020年新冠肺炎疫情在武漢肆虐期間，醫(yī)院的智能醫(yī)學團隊堅守抗疫一線，并運用多種智能醫(yī)學前沿科技助力抗疫，成功創(chuàng)建新冠肺炎患者全病程混合現(xiàn)實三維立體醫(yī)學影像，開展了新冠肺炎人工智能定量分析、5G增強現(xiàn)實遠程會診、防疫式移動查房會診、增強現(xiàn)實居家醫(yī)療等一系列臨床研究和應用。同時，團隊成員組織協(xié)調國內專家完成了我國第一個“新型冠狀病毒肺炎疫情防控期間智能醫(yī)學專家共識”，并發(fā)表于《中華實驗外科雜志》，葉哲偉團隊也受到了科技部和中科院的表揚。

2021年6月19日，武漢醫(yī)學會智能醫(yī)學分會正式成立，這是全國首個智能醫(yī)學分會，由葉哲偉擔任創(chuàng)始主委。今后，武漢醫(yī)學會智能醫(yī)學分會將打造智能醫(yī)學領域醫(yī)生和工程技術人員的專業(yè)學術團體，推動智能醫(yī)學的學科建設和管理規(guī)范，開展智能醫(yī)學相關學術研究及交流，促進智能醫(yī)學的穩(wěn)步發(fā)展。

葉哲偉認為，近年來，我國各級政府不斷加大對智能醫(yī)學領域的重視和扶持力度，與歐美同行比，我國的醫(yī)務工作者和工程技術人員在智能醫(yī)學的很多應用中已經實現(xiàn)了“從跟跑到并跑”，且在部分方面實現(xiàn)了領跑。但在發(fā)展中的痛點仍不容忽視，比如在教育培養(yǎng)階段，醫(yī)學交叉創(chuàng)新人才的培養(yǎng)不足；基礎研究階段，醫(yī)、理、工融合不充分；應用研究階段，缺乏真正的需求導向；在科研成果轉化階段，轉化難、轉化率低。葉哲偉希望，能有更多志同道合的同志加入到智能醫(yī)學相關工作中，為人民健康賦能，為未來醫(yī)療賦能。