1、急診室里的定時炸彈

讓我們從一起真實案例說起。

2023 年一個尋常夜班，某醫(yī)院急診室燈火通明。

28 歲的小李因「突發(fā)腹痛 2 小時」被送入急診。他捂著上腹部，額頭滲出細密汗珠，但生命體征平穩(wěn)：血壓 125/80 mmHg，呼吸頻率 16 次/分，血氧飽和度 98%。首診醫(yī)生考慮急腹癥，安排了緊急檢查。

胸片未見異常；心電圖顯示竇性心動過緩（53 次/分）；腹部 CT 平掃未見穿孔或腸梗阻征象。當醫(yī)生準備診斷為「急性胃炎」時，患者突然提到吸氣時胸前區(qū)有刺痛感。普外科、胸外科和內(nèi)科會診后，考慮不典型胸痛，給予胃復安治療后未留觀?；颊邘е讣毙晕秆住沟脑\斷返回家中。

兩天后，患者因上腹部疼痛加劇伴嘔吐、腹瀉再次就診，同時出現(xiàn)了胸悶和胸痛。血常規(guī)顯示：白細胞計數(shù) 12.5 × 10?/L、C 反應蛋白 48 mg/L；尿常規(guī)顯示隱血（++++）。醫(yī)生考慮腸道感染，給予抗生素靜脈滴注，仍未進行胸部增強 CT 檢查，再次未留觀。

悲劇發(fā)生在返家后 6 小時……患者突發(fā)劇烈嘔吐隨即意識喪失，送至急診時已無生命體征。尸檢結(jié)論令人嘆息：主動脈夾層 IIIb 型進展至破裂，導致縱膈水腫、右胸腔積血及右肺萎陷。

數(shù)日之后，患者家屬決定起訴醫(yī)院和相關(guān)醫(yī)生，認為存在漏診，屬于重大醫(yī)療事故…這就是讓眾多急診醫(yī)生聞之色變的急性主動脈綜合征（AAS）。

而國內(nèi)外文獻研究揭露了一個更為殘酷的現(xiàn)實：AAS 漏診率高達 30～40%[1]。特別是主動脈夾層猶如一枚「血管炸彈」，藏匿極深，又發(fā)作迅猛，如果不及時進行治療，約 50% AAS 患者在發(fā)病后 48 小時內(nèi)死亡[2-5]。

2、拆彈專家的挑戰(zhàn)

擁有 20 多年的「拆彈經(jīng)驗」，遭遇過無數(shù)驚險的主動脈夾層，浙江大學醫(yī)學院附屬第一醫(yī)院（下稱浙一）血管外科主任張鴻坤面對 AAS 仍難以平靜，他尤其注意到，AAS 在中國的發(fā)病情況呈現(xiàn)年輕化特征?！柑貏e是看到年輕患者因 AAS 漏診致死或致畸，我無比痛心?！?/p>

浙一血管外科是浙江省內(nèi)建立最早、規(guī)模和實力頂尖的血管外科中心，主動脈疾病診治病例數(shù)位居全國前列。在張鴻坤看來，AAS 如此棘手，有其特殊原因：

第一，癥狀非特異性強，極易與其他疾病混淆。

AAS 可以表現(xiàn)為劇烈的撕裂樣的胸背痛，但很多患者癥狀并不典型，可能只是腹痛、背部不適，甚至下肢乏力或意識模糊。在急診環(huán)境下，這些癥狀常被誤認為是胃腸炎、腎結(jié)石、心?；蛏窠?jīng)系統(tǒng)疾病，導致初診誤導[6-7]。

第二，傳統(tǒng)檢查手段識別率低。

體格檢查和常規(guī)化驗對于 AAS 缺乏敏感性與特異性。心電圖、肌鈣蛋白等檢查主要用于心肌梗死判斷，對 AAS 幾乎沒有幫助。這使得醫(yī)生只能依靠高度的臨床經(jīng)驗和直覺判斷是否進一步檢查。

第三，確診手段受限，難以及時覆蓋所有患者。

主動脈 CTA 是確診 AAS 的金標準，但需使用造影劑，對腎功能不全患者存在風險。同時，CTA 檢查費用高、排隊時間長，不少基層醫(yī)院甚至無法開展此項檢查，這在資源有限或非大城市醫(yī)療機構(gòu)中尤為突出[8-12]。

但就在最近，張鴻坤終于給了自己一個交代。

他帶領(lǐng)的浙一血管外科團隊聯(lián)合阿里達摩院，嘗試訓練 AI 去識別平掃 CT 影像中 AAS 的微弱信號。這項工作持續(xù)超過三年，回顧加上前瞻已做了近 20 萬胸痛病例，終于確認了 AI 能夠從平掃 CT 中快速、精準識別 AAS，且能將確診時間縮短至 2 小時內(nèi)，為病人贏得黃金搶救時間。

圖 1 研究成果發(fā)表于國際權(quán)威醫(yī)學期刊《Nature Medicine》

8 月 20 日，這項研究發(fā)表在醫(yī)學頂刊《自然·醫(yī)學》（Nature Medicine）[13]，獲得包括主動脈夾層國際注冊登記研究（IRAD）牽頭人 Christoph A. Nienaber 在內(nèi)的權(quán)威審稿專家的高度評價。這個名為 iAorta 的 AI 模型已在浙江 10 家醫(yī)院首批部署，即將全國推廣。

圖 2 iAorta 模型已在浙江 10 家醫(yī)院首批部署

3、平掃 CT 里的隱藏線索

靈感首先來自于浙一血管外科年輕醫(yī)生向一郎的急診值班經(jīng)歷。

2022 年夏天，一位 30 多歲的銷售人員因突發(fā)胸痛來浙一急診。他有吸煙史和飲酒史，平時工作應酬頻繁。急診平掃 CT 顯示主動脈輪廓略顯模糊，但影像表現(xiàn)極其微妙。

「那天是我值班，急診科請我去會診。我看著 CT 圖像，感覺主動脈似乎有些異常，但無法確定是否存在夾層?！?/p>

這時患者的胸痛癥狀已經(jīng)明顯緩解，要求出院，認為自己只是因為疲勞偶然出現(xiàn)不適。

雖然患者有些不耐煩，但在多學科專家討論后，向一郎堅持建議患者接受主動脈 CTA 檢查。結(jié)果顯示：主動脈壁間血腫形成。

這個案例也促使浙一血管外科團隊開始思考從「微妙」的平掃 CT 影像上識別急性主動脈綜合征的可能性。

數(shù)據(jù)顯示，CT 是急診常用的檢查手段，廣泛的應用范圍導致每年在急診科進行的掃描達到 7,000 萬次[14]，覆蓋面非常廣，但很少醫(yī)生去從平掃 CT 中主動尋找主動脈夾層…原因很簡單，很難看清。

「平掃 CT 可以看血管輪廓擴張情況，但 AAS 時患者主動脈可能并不擴張，有些只是內(nèi)膜撕裂，很容易被忽略。有些 AAS 只是輕微腫脹，正常人和患者之間的差異非常小，醫(yī)生肉眼難以察覺?！箯堷櫪ふf。

如果肉眼不行， AI 呢？

張鴻坤想到了經(jīng)常交流的達摩院醫(yī)療 AI 團隊，他們同在杭州，相距不過幾公里，聊起這個話題，雙方一拍即合?！高_摩院有很強的人工智能圖像算法的能力，我們有迫切的需求和臨床積累的數(shù)據(jù)?！?/p>

4、AI 專家一口氣干了三年

「之前業(yè)界做醫(yī)療影像 AI，比如用平掃 CT 分析肺結(jié)節(jié)、胸腔積液，都是顯而易見的問題，大家沒想過平掃 CT 還有更大、更豐富的價值有待挖掘?！惯_摩院資深算法專家許敏豐回憶，接到張鴻坤的需求，他第一反應不是擔心，而是興奮。

不過，跨學科交叉研究并非易事。

項目啟動之初，AI 算法專家關(guān)注主動脈的管徑測量與曲率變化，希望通過這些形態(tài)學改變來識別病變。但張鴻坤團隊指出， AAS 的核心病理機制是主動脈內(nèi)膜撕裂，血液進入動脈壁中層形成夾層或血腫。AI 必須基于這一病理基礎(chǔ)，才能準確學習疾病的影像特征。

這一洞見促使聯(lián)合團隊重新定義數(shù)據(jù)標注方式，不再僅僅標注主動脈輪廓，而是精細標注主動脈血管區(qū)域和真腔區(qū)域，讓模型學習的方向更符合臨床實際。

從 2022 年啟動至今，該項研究已經(jīng)持續(xù)三年多，歷經(jīng)四個階段。

第一階段是多中心的回顧性實驗。研究團隊分析了中國 8 家中心 20,750 個病例，初步證明了 iAorta 模型具有廣泛的適用性，敏感性超過 97%，特異性超過 93%[13]。

第二階段是人機對照試驗，包括 4 位低年資、4 位中年資、3 位高年資專科醫(yī)生。對比閱片結(jié)果是，iAorta 敏感性和特異性超越高年資醫(yī)生，且可輔助低年資醫(yī)生提升 40% 以上的敏感性，達到高年資水平[13]。

第三階段是大規(guī)模的現(xiàn)實世界研究，隊列人數(shù)高達 137,525 人。這一階段的核心是納入多類型的 CT，考慮 iAorta 是用于急診場景，需要最大程度利用各類 CT 尋找 AAS，比如胸部平掃 CT、腹部平掃 CT、食管 CT、腰椎 CT 等，只要可能涉及主動脈的平掃 CT 都列入研究隊列[13]。

研究結(jié)果令人振奮，iAorta 通過分析平掃 CT 影像，可將 AAS 漏診率從 48.8% 降低至 4.8%，模型的敏感性超過 93%，特異性超過 99%[13]。

第四階段是前瞻性研究，分為觀察性研究和干預性研究。觀察隊列達 13,846 人，分兩組進行，一組只有醫(yī)生，平均能從 11 例 AAS 患者中識別出 2 例，而有 AI 輔助的一組能識別出 9 例，僅僅漏過 2 例局限性病變患者[13]。

在前瞻性干預研究中，AI 模型也展現(xiàn)了非常強的魯棒性。iAorta 在急診科連續(xù) 15,584 名急性胸痛接受平掃 CT 的患者中，成功識別出 21 名 AAS 患者（實際共 22 名）[13]。

其中，一名 43 歲患者因「上腹部鈍痛 12 小時」入院，醫(yī)生初診考慮膽囊結(jié)石并開具上腹部平掃 CT 檢查，iAorta 模型從中發(fā)現(xiàn)主動脈夾層，患者隨后接受主動脈 CTA 確診，全程只用了 1.6 小時。而 AI 唯一漏掉的 AAS 患者屬于癥狀不明顯的穿透性潰瘍，后來也在復查中得到確診和妥善治療。

圖 3 iAorta 系統(tǒng)

5、真正讓醫(yī)生用起來

「真要想在急診場景里用起來，AI 不僅要準，更要快?！乖S敏豐介紹，iAorta 的設(shè)計理念是不改變醫(yī)生工作習慣，AI 打通醫(yī)院 PACs 系統(tǒng)，不論病人是因何種主訴進行平掃 CT 檢查，AI 都會在掃描完成后的幾秒內(nèi)判斷 AAS 風險概率，一旦發(fā)現(xiàn)高危人群，立刻向影像醫(yī)生的閱片界面彈窗報警。

在此基礎(chǔ)之上，系統(tǒng)還著重解決了 AI 臨床落地的關(guān)鍵障礙：可解釋性。通過生成血管三維重建圖像和可疑區(qū)域熱力圖，iAorta 直觀展示 AI 的「注意力」分布，幫助醫(yī)生理解模型的判斷依據(jù)。

AI 還要「扛得住復雜」，必須能適應真實世界中的多樣化圖像。研究團隊發(fā)現(xiàn)，有一版 AI 模型在浙一表現(xiàn)很好，但在地方醫(yī)院驗證時，性能出現(xiàn)了下降。經(jīng)排查，問題出在設(shè)備差異，部分基層醫(yī)院設(shè)備老舊，圖像分辨率較低。

為此，團隊專門收集了不同質(zhì)量等級的 CT 影像，增加了數(shù)據(jù)多樣性，也特別加入了更多醫(yī)學上較為罕見的 AAS 病例，如雙假腔、三假腔及環(huán)形假腔等復雜情況。通過針對性訓練，模型在低質(zhì)量圖像上的識別能力顯著提升。

圖 4 急性主動脈綜合征

目前，研究團隊正進一步降低技術(shù)接入門檻，加速向全國更多地區(qū)推廣，尤其是覆蓋醫(yī)療資源和醫(yī)生經(jīng)驗有限的基層醫(yī)院，構(gòu)建胸痛急診的第一道防線。

許敏豐表示，在急診科這個時間緊迫、決策壓力較大的醫(yī)療環(huán)境中，希望 AI 可以成為醫(yī)生的「第二雙眼睛」，幫助他們在紛繁復雜的信息中捕捉關(guān)鍵線索，避免悲劇發(fā)生。

張鴻坤說：「醫(yī)學是一門經(jīng)驗科學，而年輕醫(yī)生在急診值班是常態(tài)，如果讓他們經(jīng)歷事故才成長，代價未免太過慘重。AI 能吸取幾十家醫(yī)院幾十年病例的教訓，既能幫助年輕醫(yī)生快速提升，又幫患者搶回了生機?！?/p>

他希望推廣這項有溫度的 AI 技術(shù)，尤其是讓醫(yī)療資源和醫(yī)生經(jīng)驗相對受限的基層醫(yī)院受益，提升各層級醫(yī)院對主動脈疾病整體的診治水平，探索主動脈 AI 急診「浙江方案」，為「健康中國 2030」作貢獻。

「每個醫(yī)生都經(jīng)歷過診斷不確定的焦慮和漏診后的自責」，一位從業(yè) 20 年的急診科主任說，「iAorta 這樣的工具讓我們多了一份把握，少了一份提心吊膽。」

圖 5 醫(yī)生討論 AI 報警病例

6、One more thing：「老樹開新花」

iAorta 為急診場景下的 AAS 診斷提供了高效、高性價比的新范式，打開了平掃 CT 臨床使用的新路徑。其實，作為我國應用最為廣泛的檢查方式，平掃 CT 仍存在大量未被充分利用的診斷信息。而 AI 能夠挖掘出更多人眼不易察覺的價值，實現(xiàn)「老檢查、新應用」的創(chuàng)新突破。

浙江大學醫(yī)學院附屬第一醫(yī)院是浙江省杭州市三級甲等綜合醫(yī)院，建院于 1947 年，是浙江大學創(chuàng)建的首家附屬醫(yī)院，浙一血管外科是浙江省內(nèi)建立最早、規(guī)模和實力頂尖的血管外科中心，與肝膽、胃腸外科共同獲得國家重點學科（普外科），與心臟外科聯(lián)合申報獲得國家心臟和大血管臨床重點?？?，是浙江大學外科學博士、碩士學位授予點。

張鴻坤教授團隊長期致力于血管疾病創(chuàng)新醫(yī)療器械的研發(fā)與臨床轉(zhuǎn)化，在承擔 12 項國家自然科學基金、1 項浙江省重大科技專項、2 項省重點研發(fā)項目及 1 項省部共建重大項目基礎(chǔ)上，圍繞復雜主動脈疾病診療開展了系統(tǒng)研究。團隊首創(chuàng)「原位開窗 + 分支支架」聯(lián)合重建主動脈弓上分支動脈的新理念，完成了國際上大樣本量的單中心主動脈弓部原位開窗手術(shù)，并率先完成支架原位開窗體外疲勞試驗，相關(guān)技術(shù)已建立標準流程和并發(fā)癥防治措施，多次榮獲浙江省科學技術(shù)進步獎。

阿里巴巴達摩院自成立之初布局醫(yī)療 AI，在「平掃 CT + AI」路線上深耕多年，希望用一張平掃 CT 發(fā)現(xiàn)多種傳統(tǒng)手段難以發(fā)現(xiàn)的疾?。?/p>

2020 年 2 月，達摩院在新冠疫情爆發(fā)初期緊急研發(fā)出新冠肺炎 CT 影像 AI 輔助診斷系統(tǒng)，第一張 AI 識別的 CT 片后被中國科技館永久收藏。

2023 年 11 月，達摩院發(fā)布胰腺癌篩查 AI 模型 DAMO PANDA，論文發(fā)表于 Nature Medicine。

2024 年 4 月，斯坦福大學發(fā)布《2024 年 AI 指數(shù)報告》（AI Index Report 2024），DAMO PANDA 入選年度亮點研究。

2025 年 4 月，DAMO PANDA 被美國 FDA 認定為「突破性醫(yī)療器械」。

2025 年 6 月，達摩院發(fā)布首個胃癌影像篩查 AI 模型 DAMO GRAPE，成果發(fā)表于 Nature Medicine。

內(nèi)容策劃：于洋

內(nèi)容審核：孫瑜

題圖來源：達摩院

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