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推动重大传染病影像学创新技术体系的临床应用,提升传染病精准诊疗价值


重大传染病(如AIDS、TB、SARS、A/H1N1 etc)相关疾病(如累及呼吸、神经、消化)等并发症是患者致死主要原因,是影响民生的重大公共卫生问题和社会问题。影像学可视化精确评估是实现重大传染病个体化精准诊疗重要技术支撑。但重大传染病诊疗规范检查方案和系统疾病谱系循证医学评价指标体系和模式及精准分级诊疗方案缺乏,导致影像学检查诊断病变的效能低下,极大制约了重大传染病的临床精准干预效果。

2015年中华医学会放射学分会传染病学组成立后,针对上述问题,持续组织全国骨干力量,以重大传染病患者为研究对象,从创建重大传染病的影像学技术规范检查方案和理论体系综合评价模式、提升重大传染病相关的精准诊疗技术入手,着重精准攻关,通过揭示重大传染病发生机制、构建和制定了针对性影像检查及诊断体系、专家共识、诊断指南/标准、标准词汇、并创研出重大传染病全流程人工智能信息技术等系列产品。并在此基础上开展了全方位多层次的规范培训活动,有力推动了我国传染病影像学创新学科体系的推广和应用。极大提升了重大传染病影像学的应用价值。当下,在科技强国的创新发展大潮中,医工结合,多学科交叉的新方法,新技术,新路径,新视角,为重大传染病影像学创新学科健康发展奠定了基础。影像学的适应性评价规范为重大传染病影像学的进一步优化提升指明了新的方向,基于重大传染病系统科学理论的相关多要素关联影像诊断体系为传染病影像学的整体发展注入新的活力。极大促进“中国重大传染病精准诊疗方案”向“国际化重大传染病精准诊疗方案”的推广应用,大幅提升了重大传染病影像诊断效能和影像学技术诊疗应用价值。为抗击重大传染病疫情,科学防控,赋能健康具有重要经济、社会价值。

 

1.构建重大传染病影像学检查的适用性和可及性评价体系,提升综合预测精准水平

 

重大传染病影像学在成像技术设备、关键技术理论体系、规范指南,共识和标准及人工智能产品方面取得了长足的发展。针对致重大传染病影像与病理关联机制评价不清难题,率先阐明了重大传染病相关疾病病理机制,构建致病多因素影像评估体系;针对重大新发传染病缺乏精准诊疗决策方案的临床困惑,率先创立和制定重大传染病影像检查及诊断关键技术创新体系/共识/指南/标准/防控科普;实现无创、低辐射、安全、高质量和避交叉感染的成像和相关疾病的精准检查方案。针对重大传染病的筛查和疫情期间影像学检查高峰,超负荷阅片,易漏诊、误诊状况,为提升工作效能和精准度,率先创研全球首款重大传染病(如肺TB等)人工智能辅助诊断系列产品;针对重大新发传染病这个独立病人群体缺乏完善的学科体系建设,率先构建重大传染病影像国际化学科建设体系。

 

1.1 阐明重大传染病相关疾病的发病机制,构建致病多因素影像评估体系

 

1.1.1 建立了DR、CT、磁共振(magnetic resonance imaging,MRI)数据采集方案,大幅提升了致传染病相关疾病因素的检出率及定位准确性

 

针对重大传染病的科学精准防控问题,诊疗的关键在于明确导致重大传染病病程进展的多种关联因素。针对致传染病影像与免疫关联机制评价空缺问题,首次构建传染病影像和尸检病理关联机制的研究模型及评价方法、革新传统而建立符合传染病特点成像技术路径,全面剖析传染病免疫表达机制、基因特异性和多态性、免疫能力特征和影像免疫组学特征关联等生命科学内涵,针对临床与影像预测诊断指标体系的验证问题,首次成功建立基于影像的SIV-mac-239 感染灵长类中国源恒河猴动物模型,利用SIV/恒河猴模型与人感染HIV病程模式的相似性,进行人为干预控制研究SIV感染病理进展全程,解决人体研究技术的不可控性及伦理限制的瓶颈问题。大幅提升了个体化传染病诊疗的准确性。

1.1.2 基于上述技术创新,团队率先亲自尸体解剖研究发现HIV无法从感染者体内完全清除的临床问题,通过淋巴细胞亚群细胞作用机制研究,首次验证了Treg 细胞是有效长期 ART 后清除潜伏 HIV 储存库的靶点,揭示了在HIV病毒储藏库的免疫逃逸机制并深入验证了科学假说免疫调节细胞在维持长期 ART 患者 HIV-1 p24 产生中发挥多重作用;为精确优化HIV治疗方案,清除HIV残余逃逸现象具重要临床价值,为精准干预提供新“靶点”。首次研究发现HIV感染神经元“先轴索、后髓鞘”的神经损伤机制新学说,颠覆了关于传统神经元损伤机制的“先髓鞘,后轴索”的学说,该成果将重新塑造神经元损伤机制学说。首次发现SARS-CoV-2靶向器官损伤的重要差异表达蛋白和NF-κB信号调节分子病理学机制,验证了SARS-CoV-2感染多组织/器官损伤致病机制和关联;发现组织蛋白酶L(CTSL)在SARS-CoV-2感染患者肺组织ACE2位点S蛋白的结合能力是炎症因子风暴的关键,是免疫能力失衡的结果,人群基因的多特性是宿主疫苗预防和精准医学措施及药物“靶点”设计的关键技术,也是决定个性化精准诊疗的先决条件。

1.1.3 创建了重大传染病影像、免疫、病理与多源异构信息的大数据银行(获得国际AAHRPP,ISO900 质量认证),提出基于影像免疫组学与多源异构数据融合的多元模型建立;针对互作机制进行综合评价的无创诊断替代指标体系是揭示传染病相关疾病发生机制和规律的科学假说

针对亟待阐明传染病的发生、演进、相变、不同临床表现情况下病理免疫能力特征的形成机制和变化规律,项目团队以重大传染病无症状感染者、感染期、治愈恢复期和等多层队列为研究对象,建立不同人群队列的影像、病理、免疫应答能力的关联信息特征综合评价替代指标体系为目标,首次提出“多元模型,综合评价”理念。率先倡导创建了标准重大传染病影像免疫病理与多源信息的大数据银行(获得国际AAHRPP,ISO900 质量认证);基于此,成功构建基影像、免疫、病理等多源异构数据的多元模型,从整体上揭示传染病病原体-宿主免疫互作的调控过程和免疫保护及免疫损伤机制和临床影像学特征量化特征值规律,并验证了互作关系。首次提出基于临床分期、以病理为基础的影像学分级诊断新模式,建立无创“可视化”的影像免疫能力特征的诊断指标体系,实现不同群体影像免疫能力特征的快速无创监测,是传染病早期诊断和预后监测的关键技术科学假说。在上述基础上,遵照疾病监测-诊断-治疗-预防-免疫力评估的新策略新方法,首次提出了针对传染病-影像免疫病理互作的动态调控机制,确定无创影像组学技术指标体系为核心问题提出科学假说。

 

1.1.4 创建致传染病相关多因素影像学评估方案,揭示致传染病相关疾病的发病机制

团队构建基于DR、CT、MR等影像信息的耦合模型,多维度验证致传染病相关疾病的多因素联动机制和量化指标特征,开展了人群基因多态性进行个性化致病因素风险分析、治疗策略效能评估研究,阐明了传染病不同临床分期的病理表现特征与影像学表现特征之间的“内在基础与外在表型”关系,将致新冠肺炎相关因素“可视化”呈现,实现了个性化的有效治疗。在上述基础上,首次提出RF分类器对肺炎人工智能辅助诊断、疫情监测系统是疫情大流行时代的快速筛查工具判断假说。

 

2、创新推动重大传染病影像学关键技术体系的推广,提升传染病精准诊疗水平

 

构建重大传染病影像学检查的适用性评价体系和避免交叉感染的特殊路径,提升传染病影像学的应用效能

2.1 针对亟待阐明重大传染病相关疾病发病机制,构建致病多因素影像评估体系。建立影像数据采集方案,创建影像、免疫病理等多源异构信息大数据银行(获得国际AAHRPP,ISO900 质量认证),提出基于影像免疫组学与多源异构数据融合,综合预测的无创诊断指标体系是揭示重大传染病发生机制和规律假说,创建致重大传染病相关多因素影像学评估方案,揭示致重大传染病相关疾病致病机制。

2.2 构建重大传染病影像检查及诊断关键技术创新体系/指南/共识/防控科普,实现无创、安全的精准检查。开创制定图像质量-辐射剂量交互评判原则下筛查CT剂量优化方案;率先尸检重大传染病捐献者遗体,解释重大传染病影像形态、位置等特征机理及转归机制,阐明不同临床分期病理特征与影像学特征之间的“内在基础与外在表型”关系。牵头制定了《传染病影像学诊断指南》、《艾滋病影像学指南》、《法定传染病影像诊断标准》分别由人民卫生出版社和科学出版社出版、受国家卫健委委托牵头制定了传染病影像学诊断标准制定,包括《获得性免疫缺陷综合征相关脑弓形虫的影像学诊断标准专家共识》、《获得性免疫缺陷综合征相关肺结核的影像学诊断标准专家共识》、《HBV相关HCC影像学诊断标准专家共识》、《获得性免疫缺陷综合征相关脑淋巴瘤影像学诊断标准》、《包虫病影像学诊断标准专家共识》、《新型冠状病毒肺炎影像诊断指南共识》等分别在中华放射学杂志、中华医学杂志、中国影像学技术杂志、欧洲放射学杂志(European Journal of Radiology)等著名期刊先后发表,规范医疗行为,大幅提升诊疗质量。创新点被写入国家卫健委重大传染病诊疗方案;创新点被写入北美放射学会 (RSNA) 定量成像生物标志物联盟 (QIBA)制定的美国重大传染病定量影像诊断指南。

 

3.强化重大传染病多要素关联影像诊断理念,提升患者诊疗最大收益率

构建传染病影像检查及诊断关键技术创新体系/指南/共识/标准/标准词汇;实现无创、便捷、低辐射、安全、高质量和避交叉感染的成像和病变的精准检查

2.1 开创制定图像质量-辐射剂量交互评判原则下的新冠肺炎筛查CT剂量优化方案

DR、CT、MR是重大新发传染病首要筛查评估手段。然而,传统CT扫描方案路径不适合新发传染病患者的大量筛查检查方案,避免个体辐射剂量和交叉感染等因素,指导和规范放射科诊疗防控工作。

针对减少人群传染病病变筛查辐射剂量问题,最大限度保护患者健康和无损图像质量的前提下,通过通用型设备的优化流程,多层次消除图像噪声,大幅降低了受检者辐射剂量。推出HRCT的传染病扫描参量优化组合,推荐最佳参数组合,以达最佳信噪比、最佳图像质量-辐射剂量比。规范的X线摄影及计算机体层摄影检查技术是传染病感染患者筛查、早期诊断和疗效评价的有效保障。为防止传染病疫情继续传播和扩散,有效降低放射科工作人员医院内感染风险,规范放射科影像检查技术工作流程。

针对重大传染病的传播易感性问题,最大限度减少或避免院内交叉感染,首次引入放射线检查室的空气消毒设备和MR顺磁空气消毒和喷剂消毒设备;提出“一人一阻断”和“单行道路径”的重大传染病疫情防控措施,多种防控方法组合极大避免患者之间和医患之间的院内交叉感染发生。

2.2 针对重大传染病影像诊断指标体系和评估方案的匮乏问题,率先尸检传染病捐献者遗体,阐明了传染病不同临床分期的病理表现特征与影像学表现特征之间“内在基础与外在表型”因果关系;解释了传染病影像表现的大小、形态、数量、位置与周围组织之间的关系等特征的病理生理转归机制及规律,并出提出传染病诊疗一体化综合评估解决方案。著作PMPH《实用传染病放射学》、[M]Springer系列出版《Radiology of infectious diseases》、《Radiology of influenza》、《Radiology of A/H1N1》、《Radiology of parasitic》、《Radiology of HIV/AIDS》、《Tuberculosis Contral in Migrating Population》、《Diagnostic Imaging of Emerging Infectious Diseases》等被著名的德国Springer出版全球推广,下载量空前突破5万Chapter,2019年TOP50%。

2.3 针对缺乏传染病影像诊断指南和技术规范匮乏问题,团队率先创新制定全球第一部《传染病影像学诊断指南》和《艾滋病影像学指南》由人民卫生出版社出版发行,《法定传染病影像诊断标准》中科院科学出版发行。受国家卫健委委托牵头制定重大传染病影像诊断标准制定,包括《获得性免疫缺陷综合征相关脑弓形虫的影像学诊断标准专家共识》、《获得性免疫缺陷综合征相关肺结核的影像学诊断标准专家共识》、《HBV相关HCC影像学诊断标准专家共识》、《获得性免疫缺陷综合征相关脑淋巴瘤影像学诊断标准》、《包虫病影像学诊断标准专家共识》、《新型冠状病毒肺炎影像诊断指南共识》等分别在中华放射学杂志、中华医学杂志、中国影像学技术杂志、欧洲放射学杂志(European Journal of Radiology)等著名期刊先后发表。创新点被写入国家卫健委重大传染病诊疗方案。同时创新点被写入北美放射学会 (RSNA) 定量成像生物标志物联盟 (QIBA)制定的美国重大传染病定量诊断指南。规范医疗行为,大幅提升传染病诊疗质量。

3.提升重大传染病防控效率,促进其精准医学诊疗实践模式创新

创研全球首款肺结核人工智能辅助诊断专用系列产品,成功集成影像+病原+病理+临床的综合预测AI效能产品。获得美国NIH技术标准确认和及中国NMPA的市场准入,并向全球推广临床应用。

传染病疫情爆发,DR、CT影像作为传染病诊断的重要依据之一,针对重大传染病的早期筛查和疫情期间影像学检查高峰,超负荷阅片,易漏诊、误诊状况,为提升工作效能和精准度,亟待开发重大传染病(如肺TB等)人工智能辅助诊断系列产品。项目完成人团队长期与智影医疗科技联合,在多项科技部重点研发计划首席科学家项目支持下,技术方案实施要点包括:基于深度学习技术,利用卷积神经网络算法,开发的肺结核人工智能移动车载系统、肺炎智能辅助筛查系统和疫情监测系统。

3.1基于放射影像学(胸部DR、CT等)的智能辅助诊断系统; 

建立多中心高质量肺结核X线胸片/CT图像数据库;基于深度学习、放射组学技术开发智能检测程序提取X线胸片/CT影像肺结核特征;建立以医学影像大数据及放射影像组学为基础的图像检索方法提高肺结核检出率;开发人工智能自主捕捉肺结核病灶系统,并提示肺结核风险程度;达到肺结核X线胸片筛查灵敏度≥97.7%、特异性≥98.4%、处理时间≤0.2秒每张;肺结核CT筛查灵敏度≥96%、特异性≥96%、处理时间≤0.88秒每例检查。

3.2基于病原病理学(分枝杆菌荧光涂片)自动化显微镜检测系统;

基于UCNPs-NFCs特异性荧光增强策略,采用人工智能超分辨率重构技术,将精确度要求从硬件转移到软件上,为数字病理诊断系统的低成本普及应用提供技术基础;使用深度学习和病原病理组学技术,研究图像分析算法,对自动玻片扫描采集图像分析,自动生成定量诊断报告;硬件产品达到单次最大载片量 ≥200片,单片全景扫描速度 ≤2min;扫描生成的数字玻片分辨率 ≥0.29 μm/pixel;软件产品达到结核杆菌视野级别达到检灵敏度≥97%、特异性≥97%,玻片级别样本排阴准确率≥99%。

创研集成AI产品名称:肺炎(TB)全流程人工智能信息化平台(ERASE-TB)临床辅助诊疗车及传染病影像数字诊疗多语言用户信息集成管理系统。产品批准文号:粤械注准20172701720,批准单位:广东省食品药品监督管理局。美国NIH传染病研究中心(NIAID),对ERASE-TB AI产品的智能标注报告系统测试,符合国际诊断标准(90%符合率最严谨医学词典(MedDRA)及代码标准,其他10%符合Radiopaedia(影像维基)和PubMed标准)。获中国政府机构批准市场准入和医疗器械二类注册证在美国通过NIH的测试标准。2019年获评为中国科协前沿科技成果并入围全国推介产品目录向全国推广应用。如图1

 

 

针对疫情防控效能需求创新研发了肺炎分类人工智能辅助 诊断系列专利技术和产品,包括肺炎影像分割方法、装置、介质及电子设备;网络模型的训练方法及装置;标注信息的确定方法及装置;图像分割方法及模型的训练方法、装置、介质、电子设备;模型训练方法及装置、图像分割方法及装置;图像分割模型训练方法、图像分割方法及装置;医学图像的加窗方法及装置;模型生成、图像分割方法、装置、电子设备;用于显示屏幕面板的展示预警平台的图形用户界面;用于显示屏幕面板的识别诊断病灶的图形用户界面等创新技术。覆盖全国33个省级行政区的医疗机构,400多家中国顶级及基层医院的推广及上线应用。可以实现早期及时诊断、潜伏期监测、治疗评估和院外管理等,干预关口前移,对疾病预警、预后及诊疗。快速辅助临床医生、医院和政府进行肺炎的诊断、量化评估、疫情监控和决策实施等。为我国乃至全球抗击重大传染病疫情提供科技支撑,为人类健康赋能。

 

 

图1 ERASE-TB AI产品、传染病影像数字诊疗多语言用户信息集成管理系统(移动车载系统)

 

 

4.强化重大传染病国际化学科体系建设理念,促进其学科健康发展和整体防控水平提升

 

创新点4 :构建重大传染病影像学的国际化学科建设体系

属于医学影像学,支撑材料:

针对亟待重大传染病创新学科体系建设指标的匮乏,开创重大传染病创新学科指标体系,包括重大传染病标准数据库建设、重大传染病影像学关键技术创新发现、诊疗理论体系建立和专家共识/指南/标准/标准词汇的制定、学术交流平台、人才培养及团队建设。

4.1 首次阐明了重大传染病相关疾病的发病机制及规律,构建致病多因素影像指标评估体系;首次创立和制定传染病影像检查及诊断关键技术创新体系/指南/共识/标准/标准词汇/防控科普;首次实现无创、便捷、低辐射、安全、高质量和避交叉感染的成像和病变的精准检查方案;创研全球首款肺结核和肺炎分类人工智能辅助诊断专用系列产品,获得美国及中国NMPA的技术指标认证和市场准入及推广应用。

4.2 项目团队完成人李宏军教授率先创立国际刊物Radiology of infectious diseases(中宣部批准,国家卫健委主管)任创刊主编,特别是疫情期间发表成果被PUBMED收录,在万方数据知识服务平台全文上网收录,被《中国核心期刊(遴选)数据库》收录;被首届“方正电子”杯中国期刊设计艺术周评为“优秀封面设计”。团队创刊《新发传染病电子杂志》中国核心期刊。项目完成人首创连任中华放射学会传染病放射学专委会主委等学术兼职;并连任大会主席主办了14届国际感染疾病影像学术会议及50余次培训班,累计培训约17万余人次。被中国研究型医院学会评为品牌会议,2022年同时被推荐为中国科学技术协会的“国家品牌会议”。

4.3项目团队对传染病相关疾病发病机制和规律的揭示和多因素分析、诊疗过程中关键技术的研发和诊断指南/共识/标准的制定,专业标准词汇的确认和防控科普编写等。并首次建立传染病影像与多源异构数据银行(获得国际AAHRPP,ISO900 质量认证);依据标准临床大数据建立人工智能产品研发和推广应用,大幅提升了诊疗效能。促进重大传染病影像学创新学科建设体系的完成,且积累了从临床问题出发的产学研成果转化经验,通过教育培训的方式,将积累的经验传播出去,极大地推动了重大传染病学科体系的建设。

 

五  研究项目成果第三方评价:

          论著、专著、指南、共识、标准他引评述、获奖、科普等

 

        1.首次验证Treg 细胞是有效长期 ART 后清除潜伏 HIV 储存库的靶点。

针对HIV无法从感染者体内完全清除的临床问题,通过淋巴细胞亚群细胞作用机制研究,首次验证了Treg 细胞是有效长期 ART 后清除潜伏 HIV 储存库的靶点,揭示了在HIV病毒储藏库的免疫逃逸机制并深入验证了科学假说免疫调节细胞在维持长期 ART 患者 HIV-1 p24 产生中发挥多重作用。为精确优化HIV治疗方案,清除HIV残余逃逸现象具重要临床价值,为深入研究提供新视角。内布拉斯加大学医学中心Jatin Machhi教授在Mo Neurodegener(IF9.599)上发表文章指出 “该项研究成果是一项创新性新发现。”

2.该项目成果被斯坦福大学医学院Eva M. Müller-Oehring教授在Journal of Neuroimmune Pharmacology(IF4.1)引用评价“认可SIV感染恒河猴模型发现HIV急性期大脑纹状体病理损伤与HIV感染人群认知疾病改变类似的观点。”广西医科大学Zhao等在转化医学(ATM)杂志发表文章研究再次证实。被认为是首次研究发现神经元“先轴索、后髓鞘”的神经损伤机制新学说,颠覆了关于传统神经元损伤机制的“先髓鞘,后轴索”的学说,该成果将重新塑造神经元损伤机制学说(BMC Neuro、MRI etc)。

3.该项目成果被日本宫城南医学中心神经外科 Yoshiteru Shimmed教授,在BMC Neurology杂志上发表文章引用该团队的一篇论文《A retrospective cohort study of lesion distribution of HIV-1 infection patients with cryptococcal meningoencephalitis on MRI: correlation with immunity and immune reconstitution》,该研究是一个多中心的大型回顾性研究,系统的对HIV患者罹患隐球菌性脑膜脑炎的MRI特征进行评估,并与CD4T细胞计数和免疫重建作用进行相关性分析,为HIV患者合并中枢神经系统疾病提供了影像学诊断依据。

4.该项目成果被美国约翰霍普金斯大学医学余神经病学专业 Dastgheyb RM教授,在journal of acquired immune deficiency syndromes杂志上发表《Cognitive Trajectory Phenotypes in Human Immunodeficiency Virus-Infected Patients》中引用该团队的一篇论文《Motor-related brain abnormalities in HIV-infected patients: a multimodal MRI study》指出该研究首次联合利用3DT1结构像及任务态的脑功能成像对HIV患者运动功能相关脑损伤进行多模态MRI研究,发现运动期间功能激活异常可能跟运动相关的皮层萎缩有关。

5.该项目成果被美国加利福利亚门洛帕克神经科学计划、加州斯坦福大学,斯坦福大学医学院,精神病与行为学专业Natalie M. Zahr教授,在Frontiers in Aging Neuroscience杂志上发表《The Aging Brain With HIV Infection: Effects of Alcoholism or Hepatitis C Comorbidity》中引用该团队的一篇论文《Identifying the white matter impairments among ART-naïve HIV patients: a multivariate pattern analysis of DTI data》时称,套索回归的多变量模式分析方法可以有效的识别出HIV感染导致的白质损伤,构建的HIV病人和正常人的分类模型可以很好的将病人和正常人区分开来。

6.该项目成果被美国加利福尼亚州斯坦福大学精神病学与行为科学专家Ehsan Adeli教授,在Neuroimage杂志上发表《Chained regularization for identifying brain patterns specific to HIV infection》中引用该团队的一篇论文《Gray and white matter alterations in early HIV-infected patients: Combined voxel-based morphometry and tract-based spatial statistics》时称,该研究联合T1结构像及DTI对HIV患者脑灰白质进行研究,提示HIV感染早期就有脑的微观结构改变,为进一步揭示艾滋病毒对大脑的潜在影响提供影像学依据。

7.该项目成果被美国佛吉尼亚联邦大学药物与酒精研究所的Ma L 教授,在drug and alcohol dependence杂志上发表《A preliminary longitudinal study of white matter alteration in cocaine use disorder subjects》中引用该团队的一篇论文《Longitudinal assessment of fractional anisotropy alterations caused by simian immunodeficiency virus infection: a preliminary diffusion tensor imaging study》时称采用猿猴免疫缺陷病毒(SIV)感染的恒河猴模型进行纵向DTI研究,能够系统的观察脑白质微观结构损伤,解决了对HIV患者进行纵向研究的难题。

8.首次制定的《SARS-COV-2肺炎影像诊断指南/标准/专家共识》、《Imaging of coronavirus disease 2019: A Chinese expert consensus statement. European Journal of Radiology,127(2020)109008.》欧洲放射学杂志刊登推广,Kwan KEL等在Quant Imaging Med Surg杂志上评价道,该研究首次报告计算机断层扫描 (CT) 在SARS-COV-2 诊断中的高灵敏度使其能够在高危人群替代金标准实时逆转录酶聚合酶链反应 (RT-PCR) 的指标。中国科学院院士,解放军总医院第五医疗中心王福生院士在STTT杂志评论”CT影像对SARS-COV-2诊断具重要价值”。创新点被写入北美放射学会 (RSNA) 定量成像生物标志物联盟 (QIBA)制定的美国新冠肺炎定量诊断指南体系(The Radiological Society of North America's (RSNA) Quantitative Imaging Biomarkers Alliance (QIBA)),美国心胸网站第一时间刊载,在全球推广应用。同时,李宏军教授应邀在在线为全球80余个国家分享了《传染病影像诊断指南》,分享指南新闻被全球252家专业网站和媒体转载推广,大幅提升诊疗效果。研究成果在国际同领域处于领先地位,具有重要学术影响和份量(2021年百名中国高被引期刊TOP13)。

9.该项目成果主编专著50余部,其中英文版专著16部,其中《Radiology of HIV/AIDS》(Springer&PMPH)等被国家卫健委及PMPH评为“走出去”精品教材,获得被国家广电总局“普遍奖”。华盛顿大学公共卫生专家Pro Masahiro Narita为Radiology of HIV/AIDS撰写书评发表在Clinical infectious diseases杂志(IF: 9.146),高度评价系列成果发布的及时性,临床应用迫切性并向呼吁向全球推广应用。《Radiology of infectious diseases(1-2卷)》Springer&PMPH等被国家卫健委及PMPH评为“走出去”精品教材,获得被国家广电总局“普遍奖”。Arpad Banerjee ”John Paul Haas,Doody’s Book Reviews,March.2016。该书及时出版为感染领域做出世界贡献。编写如此精细的学术作品真值得祝贺。无论是对放射科医生,还是对该领域感兴趣的医生,都希望能引起全世界的关注。

10.项目创新成果《传染病放射学》和《感染与炎症放射学》分别被国家卫健委人民卫生出版社评为国家”十四五”创新教材、住院医师规培教材。《感染放射学》被中国科学院科学出版社评为国家”十四五“研究生教材,在国内外医疗单位、院校推广应用。项目完成人牵头制定的系列艾滋病相关疾病影像诊断指南/共识/标准/分别在《中华放射学杂志》、《中华医学杂志》及《中国医学影像技术杂志》等杂志发表;并被中国科学院科学出版社选题评审出版《法定传染病影像学诊断标准》在全国范围内推广。写入国家“十四五”《医学影像学》教材、《中华传染病影像学案例教材》宝典案例教材等。

 

11.项目成果编写制作传染病影像学科普图书、音像视频等,提升传染病认识普及水平。

出版《新发传染病的预防与治疗》、《唤醒关爱-受艾滋病影响的儿童关怀与支持》、《传染病影像学科普》城市篇和农村篇;制作传染病影像学科普音像视频50余部进行推广。

12.项目前期成果获得中华医学科技二等奖(2011)。创研制作重大传染病尸体三维断层标本与多源数据样本银行(获国家发明专利),获得国际AAHRPP,ISO900 质量认证,大幅提升传染病科研质量和教学工作。

14.医工结合转化、应用产品创研“肺结核全流程人工智能信息化平台(ERASE-TB)”临床辅助诊疗产品被美国NIH传染病研究中心(NIAID)评价:创研“肺结核全流程人工智能信息化平台(ERASE-TB)”临床辅助诊疗产品经过严格智能标注报告系统测试,符合国际诊断标准(90%符合率最严谨医学词典(MedDRA)及代码标准,其他10%符合Radiopaedia(影像维基)和PubMed标准)。入选2019年中国科技前沿AI辅助诊断产品向全国推介。获广东省工业和信息化厅第一批数字技术产品和解决方案推荐应用;获国家卫生健康委医院管理研究所指导的全国医疗人工智能创新临床应用奖等。创研“传染病影像数字诊疗多语言用户信息集成管理系统和云胶片系统”被国家卫健委全国推广应用传承项目平台选用,为远程教学、诊疗技术服务推广发挥重要作用。

15.项目完成人李宏军被授予“北京市抗疫先进个人”。授予“中国农工党中央全国抗疫先进个人”。授予“中国农工党中央北京市抗疫先进个人”。评为北京市优秀共产党员;农工党北京市委优秀党员。

 

推广应用和社会效益

1、第一个全国推广技术传承项目成果:“传染病影像诊断学技术”被国家卫健委批准入选全国推广技术应用传承项目,是我国西医领域第一个批准的全国推广传承项目,并成立全国推广传承项目放射学专业委员会担任主任委员。已经培养完成结业第一批师承人9名。

 

2.创新产品研发,产品名称:肺炎(TB)全流程人工智能信息化平台(ERASE-TB)临床辅助诊疗车及传染病影像数字诊疗多语言用户信息集成管理系统。产品批准文号:粤械注准20172701720,日期:2017年10月16日,有效期:2022年10月15日,批准单位:广东省食品药品监督管理局;NIH传染病研究中心(NIAID),对ERASE-TB AI产品的智能标注报告系统测试,符合国际诊断标准(90%符合率最严谨医学词典(MedDRA)及代码标准,其他10%符合Radiopaedia(影像维基)和PubMed标准)。获中国政府机构批准市场准入和医疗器械二类注册证在美国通过NIH的测试标准。2019年获评为中国科协前沿科技成果入围全国推介产品向全国推广应用。创研智影云平台+肺结核AI结合已覆盖了国内12个省份多层级医院,包括新疆喀什地区第一人民医院及177家基层医院、青海省第四人民医院及55家结核定点医院、山东省胸科医院医及12家结防所、黑龙江省内等400多家医疗机构,筛查的人群已超过1000万,是目前为止国内在肺结核筛查领域应用最广的AI产品,为完成肺结核病基层防控提供有力工具。该一体化智能解决方案极大地减轻基层医疗医护人员的劳动强度,大幅提高诊断准确率、减少漏诊和误诊,早期发现、为阻止肺结核病大规模传播和2035年终止肺结核提供科技支撑。

 

3.创研中传染病影像学关键技术和学科建设体系,解决了传染病精准诊疗系列关键技术瓶颈问题,取得突破性成果。首次主编《实用传染病影像学》人民卫生出版社出版发行ISBN 978-7-117-18506-6-6/R.18507。疫情期间人民卫生出版社进行多次印刷,满足临床参考需求。英文版[M]Springer《Radiology of infectious diseases》、《Radiology of influenza》、《Radiology of A/H1N1》、《Radiology of parasitic》、《Radiology of HIV/AIDS》、《Tuberculosis Contral in Migrating Population》、《Diagnostic Imaging of Emerging Infectious Diseases》,获得国家重点奖励资助和第三届“斯普林格•自然:中国新发展奖”分别出版等被著名的德国Springer出版社出版发行,下载量空前突破10万Chapter,2019年国际关注度和学术影响力TOP50%。

4.首次制定的传染病影像诊断指南/专家共识/标准/标准词汇、中华放射学杂志、中华医学杂志、欧洲放射学杂志,成果被写入北美放射学会 (RSNA) 定量成像生物标志物联盟 (QIBA)制定的美国新冠肺炎定量诊断指南体系(The Radiological Society of North America (RSNA) Quantitative Imaging Biomarkers Alliance (QIBA))。研究成果在国际同领域处于领先地位,具有重要学术影响和份量(2021年百名中国高被引期刊TOP13)。

5.针对新发传染病影像学科的匮乏,首次创建系统重大传染病影像学科建设体系包括率先创刊Radiology of infectious diseases(中宣部批准,国家卫健委主管)任创刊主编,被首届“方正电子”杯中国期刊设计艺术周评为“优秀封面设计”;疫情期间发表所有新冠论文被PUBMED收录,在万方数据知识服务平台全文上网收录,被《中国核心期刊(遴选)数据库》收录;疫情时间第一时间发布相关研究论文,学术交流,推广借鉴,提高临床诊疗和科研水平。首次建立重大传染病影像学与多源异构数据银行获得国际AAHRPP,ISO900 质量认证,为传染病的精准诊关键技术研究奠定科学基础。

6.针对人才团队建立的需求,首创并再次连任中华放射学会传染病放射学专委会主任委员等学术兼职;重视创新人才培养,率先践行医学与工学博士交叉培养(MD&PHD)模式、培养研究生、博士25人(PHD 2人),医工结合,多学科交叉极大促进学科发展和成果转化。

7.针对传染病影像学的学术推广创建了中国科学技术协会的品牌会议。连任14届大会主席主办了国际感染疾病影像学术会议和50余次培训班,累计培训约17万余人次。特别疫情期间,充分发挥专业人才团队优势,宣讲指南/共识/经验分享等,发挥了创新学科重要作用  

8.项目团队成果分别被2020年北京卫视《为你喝彩》栏目30分钟专题片介绍了项目完成人李宏军教授在新冠肺炎影像学关键技术上的突破性新成果及推广应用情况。中华内参《中华英才》杂志以“让传染病放射学赢得世界尊重为题”专刊誉为“传染病放射学开创者和国际化学科体系建设奠基者”。《中国科学报》、《科学中国人》等先后以“中国传染病放射学开拓者”等期刊报道。

 

社会效益:项目团队创新成果遵循“国际视野、患者需求、系统思考、整体推进”的学科建设理念和“医疗技术规范化、技术设备现代化、医工结合信息化、技术队伍专业化”的国际化学科建设思想。开创了我国重大传染病影像学系统关键创新技术体系,牵头制定了传染病影像学技术规范、影像诊断指南,推动了传染病影像学技术诊断标准的建设,并致力于实现“中国标准”向“国际标准”的推广应用。针对该学科领域填补了国内外该领域的缺项和不足,达到国际领先水平,突破传染病精准诊疗关键技术的瓶颈,开创性提出基于临床分期以病理为基础的个性化影像诊疗模式,系统成果在全球临床实践、及推广应用于广大影像学医生及临床医生。产生显著社会效益和经济效益,为我国社会经济科持续发展具有重要现实意义。

项目团队创研全球首款传染病人工智能辅助诊断专用系列产品,获得美国NIH及中国NMPA市场准入及推广临床应用。入选中国科协2019年前沿科技向全国推介产品。研发中国国家授权专利10项,软著30项,获得美国技术认证、中国的医疗设备注册市场准入。项目团队系列研究成果推广应用大幅提升了传染病影像诊断的效能和准确率,为其临床诊断及治疗奠定了坚实基础,改善了患者治疗效果,奠定了传染病影像学在疾病诊疗中的关键地位,促进了我国传染病影像学发展,带动世界传染病影像学的发展做出了世界贡献。

 

 

作者简介:       

李宏军

基本情况:医学博士、教授、主任医师(二级岗位)、博士生导师,博士后导师,俄罗斯自然科学院院士。受聘于首都医科大学、北京航天航空大学教授,博士生导师。受聘于国家卫健委授予“传染病放射诊断技术”传承人资格;国家感染疾病临床医学研究中心首席医学影像学专家;北京市首批十百千卫生人才、北京市首批215高层次卫生人才学科带头人。被中国科学报、中华英才等媒体誉为“重大传染病影像学开创者和及国际化创新学科体系奠基者”。
获得荣誉:享受国务院政府特殊津贴、国家突出贡献专家,全国抗疫先进个人、人民好医生称号、国之名医-卓越建树称号、中国工匠称号、北京市优秀共产党员、北京市抗疫先进个人、首都健康卫士等荣誉称号。
研究方向:HIV相关神经认知损伤功能影像组学,HBV相关肝细胞癌影像组学,肺炎病原体分类影像组学;病毒性心肌炎影像组学。
业务专长:传染病放射学诊断、感染与炎症放射学诊断、炎症相关肿瘤放射学诊断、病毒性心肌炎放射学诊断。
现任职务:首都医科大学附属北京佑安医院医学影像学中心主任,医工结合影像实验室主任,影像教研室主任,放射支部书记;首都医科大学医学影像与核医学系副主任,国际英文杂志Radiology of Infectious Diseases创刊主编,国际英文杂志Radiology Science 创刊主编
学术兼职:中华医学会放射学分会传染病放射学专业委员会主任委员,国家卫健委全国卫生健康技术推广传承应用项目放射学专业委员会主任委员,中国研究型医院学会感染与炎症放射学分会主任委员,中国艾滋病性病防治协会艾滋病放射学专业委员会主任委员,中国科技产业促进会数字健康专委会主任委员;北京影像学诊疗技术创新联盟理事长。国家科技进步奖评审专家、中华医学科技进步奖评审专家,科技部重大研发专项评审专家、国家自然科学基金委项目评审专家、国家留学基金委评审专家等。
科研经历:主持科技部重大研发、重点研发项目首席科学家项目2项。主持国家自然科学基金重点项目、面上项目等5项,主持北京自然科学基金4项,主持其他国家自然科学出版基金和北京重大科技研发计划项目等20余项。
科学贡献:李宏军教授长期坚守重大传染病放射诊断学的解剖、病理生理机制研究和人工智能驱动检测技术的科学研究,是我国重大传染病系统影像诊断与解析的学科带头人。打破西方医学诊断技术垄断,开创了重大传染病放射诊断学关键技术体系和国际化学科建设体系,首次提出基于临床分期以病理为基础的的影像学分级诊断新范式。并利用现代医学影像学技术,打造出我国《传染病放射诊断学》普通高等教育本科、研究生创新教材、《感染炎症放射诊断学》规培教材体系和《实用传染病影像学》、《实用肝胆疾病影像学》系列重点蓝本教学参考书,全球图书馆藏索引,引用下载突破26万次;首次发布《法定传染病影像诊断标准》被WHO和中华医学会星级评审为“透明奖”(TOP10%),全球率先发表《新冠肺炎影像诊断标准》写入北美放射学会(RSNA)定量诊断联盟标准(QUBA),多次应邀在美国NIH图书馆做专题报告分享中国诊疗经验。已发表在Science(sp),AIDS,Eur Respir J,Theranostics,STTT、CID、JMRI等知名期刊230余篇,Springer.nature“中国高被引学者”、中国医学影像技术高被引学者第一名;主编50部专著,其中Springer、Elsevier等出版16部;以第一完成人获中国“走出去”规划教材奖、国家“输出版优秀图书奖”、国家版权“普遍奖”;Springer.Nature-中国新发展奖、科学技术进步一等奖,中华医学科技进步二等奖、华夏科技进步奖等10余项、专利及软著等33项。发明首款微米级TB菌自动检测系统、ERASE-TB “魔盒”辅助诊疗车载系统(国家II类),国家科协前沿科技推荐成果(已经在全国500家应用),为重大传染病防治做出历史性突破和创新贡献。
科学贡献:李宏军是著名的医学影像学专家,一直致力于提升我国重大传染病影像学的诊疗水平,取得了多项引领性的重要科学突破;他首次提出重大传染病影像学诊疗学说、攻克了机制机理演变规律和诊疗关键技术难关,解决了重大传染病影像学精准诊疗的系列难题,带领团队构建了重大传染病影像学的系统理论体系和国际化学科建设体系;研发了重大传染病的人工智能和信息技术一体化诊疗管理系统,为我国重大传染病早期预警、精准诊疗的学科体系建设做出重大贡献。
学科贡献:遵循“国际视野、患者需求、系统思考、整体推进”的学科建设理念和“医疗技术规范化、技术设备现代化、医工结合信息化、技术队伍专业化”的国际化学科建设思想。开创了全球艾滋病影像学、传染病影像学、感染与炎症放射学、感染炎症相关肿瘤放射学等的系统创新理论体系和教材、规范、指南、标准和国际化学科体系为核心的现代医学影像信息学科模式。全球率先建成了现代传染病影像学的国际化创新集成学科体系,主导和引领着我国及国际传染病防控诊疗技术的发展。

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