医院人工智能影像分析软件需求

医院人工智能影像分析软件需求（一）政策背景《健康中国2030规划纲要》明确提出，消除数据壁垒，建立跨部门跨领域密切配合、统一归口的健康医疗数据共享机制，实现各应用系统数据采集、集成共享和业务协同。医院是深化医改工作的主力军，是人民卫生健康的守护者，要在新时代实现新发展，实现从信息化到数字化、从以系统为核心到以数据为核心，从规模到价值的变革，就要突破数据应用驱动发展的瓶颈。目前我国医院数据治理处于起步阶段，缺乏健全的治理体系及整体的治理实践，存在着“重创造轻管理、重数量轻质量、重业务轻增值”的现象，在服务创新、数据质量、开放共享、安全合规方面面临严峻的挑战，亟需有效的解决方案。为充分发挥医疗健康数据的实际价值，加快医院信息化发展，促进大数据应用，助力“互联网+”和促进人工智能与医疗行业深度融合，国家卫健委统计信息中心组织开展了数据治理相关研究，并开展多次专家研讨，首次提出了医院数据治理的概念，梳理了医院数据治理的实施重点和路径。今天，智慧医院建设逐步深入，医院更加关注数据资产的治理与应用并纷纷成立大数据中心，目标聚焦在从IT管理到数据治理的跃迁。（二）建设目标项目的建设旨在解决医院信息基础建设规范化和医疗影像互联互通、协同服务能力提高。让群众就近享受高质量、高水平的诊疗服务，并能明显缩短就诊时间，更快更好的接受治疗，影像设备的使用率也将大幅度提高，明显减少空置率。（三）建设成效人工智能辅助诊断平台的引进，首先能提升心脑血管检查的效率，释放大设备检查的潜力，从而提升我院的业务量，同时缩短患者预约和取报告的时间，提升患者的服务能力。冠脉CTA和CT-FFR技术的引进，一站式的完成冠脉解剖和功能评估，提升冠心病无创诊断的准确性，提升DSA病人PCI手术的阳性率，提升病人的周转率和业务量，同时CT-FFR新技术，可以开展新项目收费，根据收费目录可以收1730/例，病人无需做额外的检查，不增加医师的工作量，AI自动输出报告。头颈CTA辅助诊断系统，一方面可以提升影像科对脑血管疾病诊断的效率和诊断精准度，另一方面因为卒中急救对时间效率有很高的要求，人工智能平台的引进可以缩短影像评估的时间，检查完成后，神经介入医师在3min内获得AI评估结果，为我们急救抢救节约时间，缩短DNT时间。此外，人工智能在推动同质互认方面发挥着重要作用，通过标准化处理、自动化诊断与辅助诊断、质控管理以及数据共享与互联互通等手段，为不同医疗机构之间对医学影像检查结果的相互认可和接受提供了有力支持。（四）建设原则合法合规原则。接入规范必须符合国家、地方有关法律、法规、规章制度的要求。标准化原则。接入规范必须遵循国际、国家和行业相关规定、标准。先进性原则。接入规范采用业界先进系统架构理念和技术，便于后期方案升级和迁移。开放和兼容性原则。接入规范支持、DICOM国际标准。安全和可靠性原则。接入规范要求采用安全可靠的实现方式，完成数据交互，同时保证集成模块的稳定运行。适应性原则。接入规范满足当前业务需求的同时，预留灵活的功能接口，便于后续扩展。保密性原则。病人信息的私密性和安全性，通过数据加密传输、专网传输等技术手段，保证患者隐私不被泄露。便捷性原则。符合以“病人”为中心，以“临床服务”为根本的原则。（五）现状与需求分析1.心血管疾病死亡人数逐年上升，是我国居民首位死因心血管病发病因素众多，早期筛查和干预治疗成为近年来预防心血管疾病的重要手段。受到医疗技术进步、患者消费能力提升等因素驱动，2018年大陆地区冠心病介入治疗总例数为915256例，较2018年增长21%（按每个患者的花费平均为4万，那么一年的费用为4千亿左右，已经给整个国家带来极大的医疗负担）。冠心病和脑卒中不仅给患者本人造成严重的不良后果，同时也给家庭和社会带来了沉重的负担，是严重影响国计民生的重要公共卫生问题。2.快速精准的诊断面临诸多挑战影像学检查在心血管病防治中起到至关重要的作用，随着病人增长，心血管影像检查需求不断增加。目前放射科心脏及头颈血管处理和诊断的现状：1、血管CTA后处理复杂，平均一个病例所需要的图像处理时间为30-60min，一方面限制了医院的检查效率，在急诊方面，较长的时间，不利于卒中和胸痛病人的救治；2、不同年资医生诊断水平的差异，如何能够进一步提升诊断的同质化水平；3、患者量越来越多，如何进一步提升患者服务水平，医师和技师工作负担沉重，同时承担教学和科研任务；（六）建设内容1.冠脉CTA辅助诊断系统利用计算机视觉和深度学习技术，完成冠状动脉血管增强CT影像自动重建和后处理计算，实现从病灶检出、狭窄程度判断、斑块定性定量分析、结构化智能报告等全流程智能辅助诊断功能。1、打破传统影像科工作模式，后处理及诊断医生多人接力的局面，实现快速且精准评估，全流程只需1分钟，提升了医生工作效率，改善患者就医体验；2、血管处理效果、诊断结果与三甲高年资医生相媲美，辅助医生精准诊断；提升诊断同质化水平；3、系统具有全面的诊断能力，擅长CTO完全闭塞病变、起源异常、搭桥术后、冠状动脉瘘等特殊复杂病例重建，同时提供斑块与狭窄评估、支架、心肌桥等信息，辅助医生精准诊断。2.CT-FFR智能评估系统以静息冠脉CTA数据为基础，人工智能算法对冠脉树进行精确分割和快速建模，流体力学仿真模型模拟冠脉末梢循环阻抗及心脏仿真模型。通过在模型上整合血管壁的弹性，模拟冠状动脉的自身调节和血流量、腺苷介导下冠状动脉的最大充血状态，将多种因素相互整合从而计算平均冠状动脉狭窄远端压力与平均主动脉压力的比值，获得无创FFR值。该技术赋予冠脉CTA检查功能学洞见，能够提升CTA的特异性，提升无创诊断冠心病的准确性，提升医院PCI手术阳性率。3.头颈CTA辅助诊断系统系统实现影像数据拉取到结构化报告输出，医疗诊断全流程无需人工干预；头颈血管阳性病例不漏诊，可发现人工判读易遗漏病灶；结构化报告一键输出，标准化诊断报告：可直接使用，减少人为因素干扰。提供原图，头颈VR，去骨VR，前循环、后循环，WILLIS环等多模式VR重建影像。同时提供MIP，CPR，探针拉直等图像辅助诊断。自动检测闭塞位置，提供定量斑块评估。（七）功能需求技术参数1冠脉CTA辅助诊断系统1.1软件敏感性和特异性达到90%以上，提供正式发表学术论文证明。1.2具备多中心临床试验验证，提供临床试验备案号。1.3具备修复运动伪影功能，可显著提高图像质量和诊断准确性，提供正式发表学术论文证明。1.4具备紧急病例优先计算调度引擎，可实时调整病例计算顺序，适应急诊场景。1.5具备多期像序列展示功能，自动将多期像序列合并序列展示，提示不同序列图像质量并给出1～5分值，自动默认推荐图像质量最优序列。1.6支持多类型血管影像自动重建（曲面重建图像、拉直重建图像及探针重建图像），可调整窗宽窗位。1.7支持病灶标记显示和隐藏，可显示心肌桥、支架、狭窄等病灶标记。1.8具备可交互3D半透明心肌和冠脉树模型，支持半透明心肌显示和隐藏，帮助观察血管走形及命名信息。1.9具备4种以上VR体渲染风格，支持按照医院习惯配置不同渲染风格。1.10提供冠脉优势型智能分析（右优势型、左优势型和平衡型冠脉解剖特征），用户可自定义修改结果，支持高位起源的自动检出。1.11提供左右冠起源智能分析（左冠和右冠起源方位、起源位置），用户可自定义起源结果。1.12具备心肌桥检出功能：输出肌桥厚度值和壁冠状动脉长度值，并在报告中提示，支持用户修改检出结果。1.13具备支架检出功能：智能检出支架及支架长度值，并在报告中提示，支持用户修改检出结果。1.14具备斑块分类功能（钙化斑块、非钙化斑块、混合斑块）。1.15具备心肌桥狭窄识别功能，根据分辨管腔走形和心肌桥形态特征，区分非钙化斑块和心肌桥造成的狭窄。1.16具备闭塞段（CTO）检出功能，智能追踪闭塞段的始末位置，自动报告CTO长度值。1.17具备斑块狭窄率计算功能，根据对管腔走形和不同分类斑块形态特征的分辨以及周围组织CT值分析，精确计算斑块造成的狭窄率。1.18具备血管分析视图，可自定义血管分析：支持自定义近心端/远心端进行人工狭窄分析、自定义面积法/直径法进行狭窄率计算、基于探针图像进行管腔轮廓浏览及编辑，狭窄曲线可切换显示面积曲线和直径曲线。1.19具备独立的斑块分析视图，包含并支持VR图、CPR图、探针图、轴位图、侧边栏的同步联动。1.20支持基于CPR和探针影像展示所有斑块和冠脉管腔的精细分割结果，并支持结果的隐藏和显示。1.21支持自动识别所有斑块的类型、位置、长度、体积、最小管腔面积和最狭窄程度以及不同成分的体积和占比。1.22支持自动生成斑块成分曲线，包括脂质、纤维脂质、纤维、钙化的成分曲线，并支持用户调整不同成分的阈值。1.23一键智能报告功能，自动生成符合用户日常报告书写习惯的文本报告和结构化表格报告，支持任意复制，支持一键归档和打印。2CT-FFR2.1经过临床验证，诊断准确性、敏感性、特异性均达到90%以上，需提供第三方机构测试或已发表论文证明。2.2经过多中心研究验证，且验证文章影响因子≥15分，提供验证文献证明。2.3产品计算时间≤5min，提供已发表论文证明。2.3.1产品操作简便，需要人工点击次数小于5次。2.3.2提供本地化部署且基于深度学习的多模态大数据联动分析组件，全自动智能影像后处理，支持医生手动编辑及结果确认。2.3.3病人列表智能管理。2.3.4支持查阅目标患者基本信息、检查时间、序列名称、图像数量、诊断结果、数值、状态。2.3.5支持个性化搜索、筛选目标病例。2.4支持数据重新计算。2.5支持多期像序列展示；若病例为多期像序列，系统可自动为此病例合并序列展示并提示用户此病例的期像序列数量。2.6提供影像小助手：ROI测量及标记工具、隐藏/显示DICOMmeta信息、快速调窗工具、缩放和移动工具、实时CT值测量。2.7自动定位罪犯血管。2.8提供联动组件（轴位图，CPR，探针，曲线窗口联动）。2.9提供多视图智能3D渲染模块。2.10支持显示CT-FFR分段数值曲线分布。2.11指出提示狭窄智能定量分析及风险。2.12自动生成数据特征值综合分析结构化报告。2.13智能生成三大支情况图文结构化报告，具备2种或2种以上结构化报告模板供医院选择。2.14报告支持显示全部血管分支CT-FFR值表格结果，支持单支血管VR图显示。2.15自动一键归档PACS及报告打印。3头颈CTA辅助诊断系统（包含颅内）3.1病人层面诊断率：对于≥50%狭窄，准确性≥90%，血管层面诊断率：对于≥50%的狭窄，准确性≥90%，敏感性≥90%，提供正式发表学术论文证明。3.2图像后处理效果：图像AI后处理合格率达90%以上，提供正式发表学术论文证明。3.3头颈CTA图像诊断全流程时间效率：在AI帮助下，头颈CTA进行诊断时间＜16min，提供正式发表学术论文证明。3.4具备头颈CTA图像质量评估：提示序列图像质量并给出1～5分值，自动推荐图像质量最优序列。3.5具备实时VR重建功能，支持360度无间隔的实时VR渲染重建；支持带骨VR自定义裁剪。3.6支持头颈动静脉血管VR实时渲染显示。3.7支持自定义添加动脉瘤。3.8支持头颈联扫CTA图像、单独颅内/颈部CTA的图像的VR、CPR及拉直探针重建。3.9具备血管自动分段功能，颈内动脉支持7分段、椎动脉支持4分段、大脑前动脉3分段、大脑中动脉3分段、大脑后动脉3分段。3.10修剪单支血管，支持选择VR体渲染单支血管自动完成修剪；框选修剪血管，支持框选VR体渲染范围血管自动完成修剪。3.11支持血管追踪生长，自动填充增加血管分割来调整重建影像；删除分割，支持减选、橡皮删除血管分割来调整重建影像。3.12具备斑块检出功能，自动检出头颈部血管所有斑块，定性斑块类型为钙化、非钙化、混合，并定位斑块分段位置。3.13具备狭窄量化功能，自动检出头颈部血管所有狭窄，量化狭窄程度，判断狭窄分级程度（轻度狭窄、中度狭窄、重度狭窄、闭塞），并定位狭窄分段位置。3.14具备支架检出功能，自动检出头颈部血管所有支架，定位支架分段位置。3.15提供动脉瘤量化信息，自动检出头颈部血管动脉瘤，量化瘤径、最大径、长径、短径、体积，并定位动脉瘤分段位置。3.16狭窄程度提示：轻度、中度、重度、完全闭塞。3.17支持调整修改病灶狭窄程度、斑块类型、动脉瘤量化参数结果。3.18添加狭窄，支持在拉直&原图右键添加狭窄，自动判断斑块属性、量化狭窄程度、定位狭窄分段位置。3.19添加动脉瘤，支持在拉直&原图右键添加动脉瘤，自动完成动脉瘤分割，量化动脉瘤最大径、长短径、体积、瘤径，定位动脉瘤分段位置。3.2