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青岛日报:跨界弄潮智能医药“蓝海” 中国石油大学(华东)教授宋弢团队利用人工智能赋能医疗诊断、药物研发
发布时间:2022-05-30 17:13:05点击数:字号:
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审核人 新闻中心总编室


宋弢(左一)与学生调试原子力显微镜设备

“做研究要耐得住寂寞,心志坚定方能守得住繁华。”原中国工程院院士、华中科技大学教授段正澄讲座时的一句话,刻在了一名博士生的心里,坚定了他持之以恒搞科研的理想信念。

他叫宋弢,于2015年入职中国石油大学(华东),现任中国石油大学(华东)青岛软件学院、计算机科学与技术学院副院长。他在人工智能辅助医疗技术和智能药物领域开拓创新,提高了人工智能辅助诊疗系统的诊断准确率,构建出海洋药物知识图谱,开辟了中药分子药理学分析的科研新方向。2022年,宋弢获得山东青年五四奖章。

研发人工智能辅助医疗技术 大幅提高医生诊断效率

2013年,宋弢从华中科技大学毕业,先后在斯威本科技大学、马德里理工大学从事访学研究。爱思唯尔中国高被引专家、斯坦福全球2%顶尖科学家、欧盟—西班牙外籍专家……拥有众多“国际范”称谓的宋弢,在外漂泊,每当看到国外的先进设备时,他都暗自琢磨让中国也拥有这样的设备。怀揣科技强国的理想,宋弢于2015年回国,入职中石大。

生活中,宋弢敏锐地发现,常规医院里做一次CT一个人需要20分钟,能效偏低。“CT拍出来后,真正有意义的是医生的诊断,有没有可能让人工智能辅助医生诊断,提高诊断准确率?”宋弢读博士期间主攻系统科学方向,具有生物计算研究基础,因此萌发了“跨界”灵感,琢磨着能否利用人工智能辅助医生进行影像判断。

这是一片全新的领域,国内外鲜有人研究。宋弢迅速着手组建团队,研发程序。算法构建相对容易,难的是大量的数据采集。从2015年到2017年,他一直辗转于各大医院间,推荐自己的人工智能辅助医疗技术,寻求解决数据难题的方法。功夫不负有心人。2018年,获评“泰山学者”后,宋弢以个人名誉为担保在省立三院开设了泰山学者工作站。恰巧当时济南正在建设国家健康医疗大数据中心,宋弢得以参与项目建设,接触到大量诊断数据。

经过大量运算和比对,他将人工智能系统“训练”成型,能够支持22个专病队列,30余种疾病的分析。可以在线支持包括肝癌、早期肺癌分型/分类诊断、卵巢癌虚拟着色、肝脏肿瘤血管3D成像、胎儿心脏畸形智能诊断、人脑海马体体积智能计算、肺结节、视网膜筛查、乳腺癌筛查、胃癌、宫颈癌、儿童骨龄等10余种常见病的智能诊断。目前,人工智能辅助诊疗系统的试验诊断准确率高达97%,效率也大大提高。

“人工智能辅助医疗技术最大的意义在于促进城乡间医疗资源的平衡,将人工智能技术在大城市医院的数据上进行训练,再将数据存到乡镇医院设备上进行应用,相当于一个人在大城市学了很多先进的知识,回到医疗不发达的地区去做贡献。”宋弢表示。目前,相关技术正在10余家三甲医院开展临床验证。

人工智能赋能药物研发 推动中医药走向世界

“诊断出病症只是第一步,好的技术应该服务于医药,真正把病症解决。”牛津大学医药专家的一句话“点醒梦中人”。宋弢因此做了一个让大部分人都不能理解的选择:更换科研方向,着手向药物领域进发。为此,他自学了大量医学知识,办公室里常年堆满医学书籍,以致有同事戏称他“不像个搞计算机的”。

宋弢经过较为系统的学习,发现中药拥有能够治愈疾病的药物成分,但同时也含有其他可能会对人体肾脏造成伤害的成分。如何趋利避害,宋弢构想利用人工智能找出药汤内的有效药物成分的大分子,提供给相关研发机构助力其从中药中提炼药片。

宋弢联系到中国海洋药物研发项目的负责人、山东省“泰山学者”特聘教授杨金波。听了宋弢的构想,杨金波又惊又喜。该项技术一旦成功,将为中医药分子的发现和研制省下不可估量的资金和时间。杨金波给了宋弢3000个从海洋中提取的天然化合物分子作为潜在的药物成分进行试验。经过算法筛选比对,宋弢遴选出28个有较大可能性的天然化合物分子。“其中有7个分子非常好,每个分子对应的领域都可以培养一个像模像样的药学硕士或博士,该算法帮我把研究加速了太多。”杨金波对宋弢的工作给予了高度评价。

此后3年里,宋弢收集了《中华海洋本草纲目》中天然化合物分子的成药属性,收集78573种天然产物和1048576种天然化合物,构建出海洋药物知识图谱,开辟了中药分子药理学分析的科研新方向。

不断探索与创新,宋弢作为负责人带头承接了国家级科研项目5项,省部级科研项目11项,研究成果获教育部高等在线视频自然科学一等奖1项、科技进步二等奖1项,中国计算机学会科技进步杰出奖1项,国际膜计算学会最佳应用成果奖1项。其中,“化合物—靶标”智能全景分析已被应用于阿尔兹海默分子智能发现工作之中,“中医药物分子功能智能发掘与药方智能设计技术”也依托“国家重大新药创制平台(山东)中药单元平台”支持得以初具雏形。宋弢还与清华大学出版社合作出版图书《人工智能辅助新药研发》,作为国内人工智能与药学结合的开山之作,旨在将人工智能助力药物研发这一想法更为广泛地传播出去,走向世界,使人类的健康事业再上新台阶。

青岛日报(2022年5月30日)

作者:王世锋 杨安 周天宇

相关链接:跨界弄潮智能医药“蓝海” 中国石油大学(华东)教授宋弢团队利用人工智能赋能医疗诊断、药物研发


【 作者:王世锋 杨安 周天宇 来自:青岛日报  责任编辑:王程琳 审核:新闻中心总编室】

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