醫(yī)護(hù)人員的好幫手：基于深度學(xué)習(xí)的新冠肺炎早期檢測篩查系統(tǒng)
計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院智能軟件與系統(tǒng)新技術(shù)研究所副教授張亮的愛人是西安交通大學(xué)第二附屬醫(yī)院抗疫一線的影像科醫(yī)生，疫情發(fā)生以來，他們討論最多的就是新型冠狀病毒感染者的早期診斷問題。作為一名醫(yī)護(hù)家屬，一名高校科研工作者，張亮深知快速準(zhǔn)確地診斷新冠肺炎早期患者對控制和防治疫情的重要性和挑戰(zhàn)性。他積極響應(yīng)國家和學(xué)校號召，與團(tuán)隊(duì)成員通過遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)會(huì)議，在前期醫(yī)學(xué)影像處理的研究基礎(chǔ)上開展科研攻關(guān)，討論方案，設(shè)計(jì)模型，并與上海寬帶技術(shù)及應(yīng)用工程研究中心、上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院等合作單位的人員多次標(biāo)注整理患者肺部CT影像數(shù)據(jù)到深夜。
依托上海瑞金醫(yī)院、西安交通大學(xué)第二附屬醫(yī)院等的新冠肺炎疑似、確診患者肺部CT影像，通過綜合分析新冠肺炎患者的肺部CT影像特點(diǎn)（磨玻璃、體積大小、位置等特征），張亮團(tuán)隊(duì)加快技術(shù)攻關(guān)，設(shè)計(jì)開發(fā)了基于深度學(xué)習(xí)的新型冠狀病毒的早期檢測篩查模型系統(tǒng)。
令人欣喜的是，通過對實(shí)際門診數(shù)據(jù)排查測試，該模型可以減輕醫(yī)護(hù)人員近80%的工作量，新冠肺炎患者的檢測召回率超過95%。目前，模型系統(tǒng)正在進(jìn)行最后的調(diào)試工作，將盡快投入到“戰(zhàn)疫”一線，緩解醫(yī)護(hù)人員緊缺、確診檢測工作耗時(shí)較長等問題，減少醫(yī)護(hù)人員的工作時(shí)間和勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率。
防疫一線的“偵察兵”：疫情高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域防控測溫與身份識別預(yù)警及疫情數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)
在疫情防控一線，如何快速地對流動(dòng)人員進(jìn)行體溫篩查和人員信息采集是十分迫切的需求，只有“防”做好，才能事半功倍，為“治”爭取更多時(shí)間，使“控”取得最好效果，打贏這場疫情阻擊戰(zhàn)。
在全國疫情防控進(jìn)入膠著對壘狀態(tài)的關(guān)鍵時(shí)刻，通信工程學(xué)院相征教授團(tuán)隊(duì)依托科研積累與技術(shù)優(yōu)勢，立足新冠肺炎防疫工作實(shí)際，發(fā)揮團(tuán)隊(duì)力量,加強(qiáng)系統(tǒng)集成攻關(guān)，快速研發(fā)了“疫情高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域防控測溫與身份識別預(yù)警及疫情數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)”。
極簡的設(shè)計(jì)理念，使得該系統(tǒng)的各項(xiàng)硬件可以很輕松地收納在三防行李箱中，便于攜帶和快速部署，開機(jī)即可使用。該系統(tǒng)可布置在口岸、機(jī)場、車站、辦公樓等場所人流出入通道，在關(guān)口或閘機(jī)口安裝非接觸式體溫篩查儀，實(shí)現(xiàn)所有出入人流的體溫實(shí)時(shí)監(jiān)測和超溫預(yù)警，便于相關(guān)工作人員對可疑發(fā)熱人員進(jìn)行醫(yī)學(xué)復(fù)查。通過對紅外熱成像非接觸式測溫、二代身份證識別、后臺(tái)聯(lián)動(dòng)報(bào)警等幾種技術(shù)集成應(yīng)用，采用自組網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行低成本、大容量監(jiān)測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)回傳，實(shí)現(xiàn)各種場所對流動(dòng)人員體溫檢測和身份識別。
系統(tǒng)現(xiàn)已成功運(yùn)用于西安北客站、環(huán)球印務(wù)有限公司等公共防役關(guān)口。團(tuán)隊(duì)成員尚渭萍表示：“我們正在積極聯(lián)系量產(chǎn)的事情，希望能為疫情早發(fā)現(xiàn)、早隔離和主管部門實(shí)時(shí)掌控監(jiān)測疫情、分析決策提供技術(shù)支持。”
戰(zhàn)“疫”部署的智囊團(tuán)：基于強(qiáng)關(guān)聯(lián)規(guī)則的疫情發(fā)展分析與預(yù)測
疫情將會(huì)如何發(fā)展？拐點(diǎn)何時(shí)出現(xiàn)？后期防疫工作怎么做？提前預(yù)判疫情發(fā)展趨勢對于做好防疫安排部署而言十分重要。
電子工程學(xué)院馮偉及團(tuán)隊(duì)成員，利用國家衛(wèi)健委、湖北衛(wèi)健委和國家疾控中心的每日確診人數(shù)和每日死亡人數(shù)等多組數(shù)據(jù)，通過綜合分析并尋找變量之間的隱性規(guī)律，建立了基于強(qiáng)關(guān)聯(lián)規(guī)則的疫情發(fā)展分析與預(yù)測模型，對疫情進(jìn)展和趨勢進(jìn)行科學(xué)評估。
該模型現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)了對全國、湖北和除湖北外其他地區(qū)的疫情確診人數(shù)、日增人數(shù)、死亡人數(shù)等的建模和預(yù)測。在累計(jì)和平均日增確診人數(shù)預(yù)測中，該模型對湖北地區(qū)前23天的預(yù)測相對誤差為1.6%和8.6%，對全國其他地區(qū)的預(yù)測相對誤差為1.2%和8.4%。該項(xiàng)工作的咨詢報(bào)告初版已經(jīng)由工信部賽迪研究院（北京）提交給了工信部，作為疫情發(fā)展趨勢分析的決策參考。
“希望能學(xué)以致用，為抗疫盡點(diǎn)微薄之力”，馮偉的初心簡單而樸素。目前，團(tuán)隊(duì)正在根據(jù)政府嚴(yán)控后的疫情突變數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，驗(yàn)證模型在存在奇異點(diǎn)情況下的魯棒性等，將很快完成更長期的疫情新的發(fā)展預(yù)測與評估工作，這對于疫情防疫物資保障和后期經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)活動(dòng)部署具有重要的參考意義。
（文/西電新聞中心·王 格）
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