编者按:从疾病精准诊断到个性化治疗方案制定,从流程优化到暖心故事,复旦上医人始终践行着“为人群服务”的精神,复旦各附属医院始终在建设“健康中国”的前沿探索创新。
为让大众更深入了解这些卓越实践,复旦上医将持续推出医疗服务、技术创新及医学人文等方面的温暖故事,展示医疗成就,传承医学精神,努力搭建大众与医疗行业沟通的桥梁,展现医务工作者的努力担当以及医学背后的人文之光。
当医学与现代工程技、生命科学相结合,会碰撞出怎样的火花?近日,复旦上医交出了一份亮眼答卷,在肿瘤心脏病智能预测、面向临床医生的AI知识引擎、宫颈癌筛查、儿童脑健康AI诊疗、遗传性眼病基因治疗等多个领域接连取得不俗进展。这些成果不仅展现了医工结合的强大生命力,更为临床难题提供了创新解决方案,助力复旦上医在医工交叉跨界融合中走在前列。
AI破解“抗癌神药”副作用,肿瘤心脏病人工智能联合体签约发布
当“抗癌神药”免疫检查点抑制剂为肿瘤患者带来生的希望时,一把名为“免疫性心肌炎”的达摩克利斯之剑却高悬头顶。这种可能伴随药物出现的心脏急症,死亡率高达50%。近日,中山医院传来好消息:“肿瘤心脏病人工智能联合体”正式签约!
“肿瘤心脏病人工智能联合体”正式签约转化
这项由中山医院原创的知识产权项目“免疫检查点抑制剂相关MACE发生风险预测软件V1.0”,凝结了肿瘤心脏病多学科团队4年的探索心血,整合了多项心肌损伤标志物及团队研发的新指标,能够帮助临床医师快速理解“抗肿瘤免疫治疗-生物标志物变化-心肌损伤”这一复杂因果链。后续该智能联合体还将建立覆盖医院-居家的智能监测网络,实现对高危患者的全程管理。
“肿瘤患者的全程管理是关键,而免疫性心肌炎仍是全球难题。”中国科学院院士、中山医院名誉院长、中山医院肿瘤防治中心主任樊嘉强调。中国科学院院士、中山医院心内科主任葛均波则指出,免疫治疗可能引发心肌炎、血管病变等一系列心脏问题,早发现、早管理至关重要。上海中医药大学附属曙光医院院长房敏和肿瘤医院党委书记吴炅表示,这类复杂病症需要多学科联手,尤其随着免疫治疗在更多癌症中的应用,肿瘤心脏病学科发展刻不容缓。
早在2018年,中山医院就成立了华东地区首个肿瘤心脏病多学科联合门诊。如今,他们不仅发布了临床诊疗建议、出版专著《免疫检查点抑制剂相关心肌炎》,最新推出的《肿瘤合并泛血管病变》更是结合真实病例,为医生提供了实用的“作战指南”。
从2022年起,中山医院开设的肿瘤心脏病学习班已惠及约20万基层医务人员。今年的第四期学习班吸引了全国多学科医生参与,还特别资助云南边远地区医生学习,同步推出的智能联合体和新书,标志着上海在这一领域的探索进入新阶段,正推动肿瘤心脏病学科在全国深入发展,为更多患者保驾护航。
辅助多学科、多场景临床决策,华山医院研发医学AI引擎
近日,华山医院外科副主任医师周易明领衔团队推出国内首个面向临床医生的专业AI医学知识引擎,成功实现转化。如今,全国每天有上千名医生在临床中使用该AI工具。
该成果的研发源于临床痛点。“医学知识五年翻一番,单一国际权威文献库论文超3800万篇且年新增超150万篇,指南、论文等证据分散。”周易明表示,医务人员面临严重信息过载。2020年,一场凌晨四点的多发伤急救手术更放大了他心中的紧迫感和危机感。当时,病人下腔静脉破裂大出血、胰腺损伤、十二指肠断裂,他认为自己依靠“经验+运气+深夜狂查文献”才使患者康复,于是结合自身IT热情,萌生研发能即刻给出循证答案的AI助手的想法。
2020年以来,大语言模型浪潮涌起,周易明团队以RAG(检索增强生成)技术为内核,融合多种模型与专业医学知识库,打造能实时检索权威医学证据、智能生成专业答案的AI系统。2022年5月启动研发,项目专注于结直肠癌领域且数据日更。2023年5月完成首个版本并获软件著作权。2024年6月以100万元转让相关权益,成为医院科技成果转化典型案例。
目前,该平台命名为“KnowS”,支持云端服务调用和医院内网本地部署,已在全国31个省市专业医护群体中落地应用,从针对单一病种发展为覆盖多学科、多场景的AI知识平台,还在神经外科、胃肠外科等典型场景通过了上海市医疗大模型应用检测验证中心的评测,后续将有更多医院参与数据验证。
近年来,华山医院通过系统性举措构建科技成果转化生态体系,如设立“概念验证项目”,每年固定投入经费激励职工开展早期源头创新,围绕重点学科推进“技术验证+临床验证+商业验证”三位一体的概念验证能力建设,积极推动生物医药领域创新产品从“点子”变为“果子”,走出实验室造福大众。
多模态AI赋能宫颈癌筛查,让更多女性享受“家门口”的精准高效服务
宫颈癌作为高危妇科肿瘤,早期筛查覆盖率不足是核心痛点。2018年起,妇产科医院华克勤教授带领团队启动“诊验理影”项目,成功研发单模态人工智能模型。2021年升级为跨模态信息融合体系,基于HPV检测、细胞学、阴道镜、MRI(磁共振成像)/PET-CT(正电子发射计算机断层显像)等多源数据,融合机器学习、计算机视觉等技术,实现筛查与诊断的智能化升级。如今,该项目在多个关键领域取得显著成果。
在HPV-细胞学双模态方面,项目基于多实例学习与注意力机制,构建深度特征融合算法,实现WSI(病理学全载玻片图像)分类。分类模型平均准确率85.8%,突破异常细胞语义模糊判断瓶颈,风险预测规范性显著提升。在HPV-阴道镜跨模态病灶识别方面,项目结合图像数据增强、空间注意力与可变卷积,搭建病灶分割模型,采用跨模态差异特征融合技术,使病变等级分类平均召回率达86.6%,图像目标检测分割重叠度(IOU)达71.1%,大幅提升宫颈病变诊断精度。在MRI/PET-CT跨模态辅助诊断方面,项目通过对称标准化、刚性变换等实现多设备图像配准,融合多层次信息构建病灶分割模型,使淋巴预测识别阳性召回率达92%,宫旁侵犯预测83.3%,IOU达82.4%,诊断精准度大幅提高。
相较传统人工筛查,多模态AI模型推动诊断效率大幅提高,让细胞学阅片从1例/3分钟提升至6例/3分钟,分类准确率达85.7%,灵敏度88.89%,特异度82.5%;提高阴道镜识别效率,实现10例/5分钟,召回率超85%;将PET-CT/MRI判读效率提升10倍,召回率超85%。
宫颈癌病灶分割结果示例
目前,团队自主研发的细胞病理、阴道镜、核磁诊断三款软件已在30余家医院应用,超半数机构持续上传数据。HPV-阴道镜辅助诊断软件30秒出具结果,有效缓解基层专业人员短缺压力,并带来高质量的同质化管理。
如今,医院正全力攻关HPV-细胞学-阴道镜多模态深度融合算法,通过跨模态信息对称互补提升模型泛化性和鲁棒性,同步研发“垂类大语言模型全流程辅助决策体系”,推动宫颈癌智慧医疗体系完善。
AI守护“健康大脑”!全球首个儿童脑健康智能助手来了
近日,复旦大学、儿科医院与科技公司联合推出全球首个专为儿童脑健康设计的AI大模型——“启智”。作为24小时在线的“超级参谋”,它可让更多孩子及时获得专业的脑健康评估。
全球首个专注于儿童脑健康的AI大模型“启智”正式启动应用
大脑发育关键期短暂,一旦错过便无法重来。家长虽关注孩子大脑发育,但现实中却面临诸多挑战。神经发育障碍高度异质与复杂、多维数据整合困难、神经相关技术迭代速率超越基层临床转化能力等因素,致使我国儿童脑健康早期筛查与精准识别率低,标准化评估与干预体系尚未健全,优质专科资源集中且分布不均,长期追踪与康复管理连续性差。同时,通用大模型因缺乏对儿童生理与心理发展特点的专业认知,在医疗场景中存在专业性不足、场景适配性差、“AI幻觉”等问题,难以满足临床精准诊疗需求。
为解决这些痛点,“启智”儿童脑健康大模型应运而生。研发团队整合国家儿童医学中心脑健康领域临床经验与国际领先原创成果,将三甲医院专家经验“装入”AI系统,融入循证医学指南与共识。依托神州医疗双引擎多模态技术,通过知识库构建、模型微调、提示词工程等提升大模型临床应用效果。模型结合检索增强技术和语义相似度重排策略,解决大语言模型幻觉问题,确保回答可信度与专业性,构建了多端多场景脑疾病防治和心智促进的技术支撑体系。
“启智”大模型汇聚全国顶尖儿科专家经验,能分析脑电图、检查报告等数据。它有三大功能:作为看病时的超级助手,支持上传院外历史医疗报告,结合多种数据提供综合评估报告,减少漏诊误诊,为医护人员提供临床诊疗支持;成为家门口的健康哨兵,可在学校、家里进行儿童脑健康评估和筛查,提供咨询与科普宣教服务;充当基层医生的充电站,实现高效信息收集与精准分析,提升基层医护人员脑病管理等能力,推动儿童脑健康“筛-诊-治-管”均质化。
全球首例!复旦上医团队开启角膜营养不良基因治疗新时代
今年全国“爱眼日”前夕,患者小张(化名)从眼耳鼻喉科医院研究型病房顺利出院,他接受全球首例蛋白质递送载体(PDV)基因编辑疗法后,视力从术前0.05提升至0.5,标志着角膜营养不良治疗迈入基因干预新时代。
手术医护人员和首例给药患者术后即刻合影
突破性疗法,手术与基因干预双管齐下。角膜营养不良是一种少发的遗传性眼病,临床常用的准分子激光治疗性角膜切削术(PTK)虽能改善症状,但术后数月至数年易复发,角膜移植也面临病情反复风险。眼耳鼻喉科医院创新性提出“手术清除+基因干预”双重策略:在PTK手术同时,通过角膜基质内注射靶向TGFBI基因的PDV基因编辑药物。这种非病毒载体相较传统病毒载体,不但规避了基因组整合风险,而且在临床前实验中,还表现出高效、安全的特性,未观察到脱靶毒性。
周行涛与洪佳旭共同完成角膜基质内注射基因编辑药物
医工结合的全球领先成果。该临床研究依托国家重点研发计划合成生物学重点专项,由院长周行涛、子课题专项负责人洪佳旭教授领衔,带领医院副教授赵婧、护士长王季芳等,联合基因科技公司共同完成。小张自幼视力低下,辗转求医后确诊为TGFBI基因突变所致角膜营养不良,经严格筛选成为全球首例接受该疗法的患者。术后第3天其视力便显著改善,目前团队正密切监测远期疗效。值得一提的是,该项目临床前研究成果已在2025年美国细胞与基因治疗年会上荣获大会“卓越研究奖”,从全球近2000项研究中脱颖而出,被评选为顶尖1%研究。
术后裂隙灯检查
团队成员完成日常查房
“这项技术为传统治疗受限的患者带来了新希望。”周行涛表示,目前患者招募仍在进行,团队将持续优化治疗方案,帮助更多患者重获清晰视界。
从跨学科智能联合体到AI大模型,再到基因编辑疗法,复旦上医多项成果生动诠释了“医工结合”的核心理念,以临床需求为导向,以工程技术为杠杆,撬动医疗难题的解决方案。未来,复旦上医将继续深化与工程领域的合作,推动更多创新成果从实验室走向病床旁,为增进人民健康福祉、推进健康中国建设作出更大贡献。