溫度新聞：溫度對(duì)談｜溫州院士+1！他在溫攻克的科研領(lǐng)域，關(guān)系到老百姓就醫(yī)
近日，歐洲科學(xué)院（Academia Europaea）理事會(huì)公布了2025年院士增選結(jié)果，經(jīng)評(píng)審，溫州醫(yī)科大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱溫醫(yī)大）附屬眼視光醫(yī)院國(guó)家眼部疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心首席科學(xué)家張康教授順利入選，成為基礎(chǔ)和臨床轉(zhuǎn)化科學(xué)學(xué)部為數(shù)不多的“亞洲面孔”新晉院士。
近日在接受溫度新聞采訪時(shí)，張康教授分享了來(lái)溫的最新科研成果：世界首個(gè)通用大型生成式醫(yī)學(xué)影像模型（MINIM）。這個(gè)科研成果未來(lái)可應(yīng)用于疾病診斷、醫(yī)學(xué)報(bào)告生成等關(guān)鍵領(lǐng)域，幫助醫(yī)生“看片子”，用AI大模型提供診斷準(zhǔn)確率，幫助廣大患者“早診斷早治療早康復(fù)”。
溫醫(yī)大教授當(dāng)選歐洲科學(xué)院院士
歐洲科學(xué)院(Academia Europaea)成立于1988年，由英國(guó)皇家學(xué)會(huì)和法國(guó)、德國(guó)、意大利、荷蘭、瑞典等多個(gè)國(guó)家科學(xué)院共同發(fā)起成立，分為4個(gè)學(xué)部23個(gè)學(xué)科領(lǐng)域。據(jù)悉，今年共有 329 位來(lái)自全球不同學(xué)科領(lǐng)域的杰出學(xué)者入選該院院士。
歐洲科學(xué)院現(xiàn)有83位諾貝爾獎(jiǎng)得主和15位菲爾茲獎(jiǎng)得主、6位圖靈獎(jiǎng)獲得者等眾多頂尖學(xué)者。歐洲科學(xué)院的院士主要在歐洲各國(guó)的院士中遴選，歐盟國(guó)家之外的外籍院士占比小于5%，遴選門(mén)檻高。此次當(dāng)選，張康教授獲得科學(xué)委員會(huì)一致支持，體現(xiàn)了國(guó)際同行對(duì)其學(xué)術(shù)理念與研究成果的認(rèn)可。
眼科頂級(jí)科學(xué)家“海歸”扎根溫州
溫醫(yī)大附屬眼視光醫(yī)院是溫州醫(yī)學(xué)的“頭面擔(dān)當(dāng)”，也是令溫州市民驕傲的一張金名片。在此前公布的第二屆“亞太眼科百?gòu)?qiáng)榜”中，張康教授和同院的瞿佳教授雙雙榮登榜單。對(duì)溫州市民來(lái)說(shuō)，張康教授是一張新面孔。他是溫州近兩年引進(jìn)的一位“海歸”頂級(jí)科學(xué)家。
張康教授在全球頂尖前10萬(wàn)科學(xué)家排名中位居“中國(guó)眼科領(lǐng)域第一名”，在眼遺傳病、人工智能輔助眼科診斷、干細(xì)胞治療等前沿領(lǐng)域取得了眾多開(kāi)創(chuàng)性成果。
張康教授是四川人，他在四川大學(xué)獲得生物化學(xué)學(xué)士學(xué)位后赴美深造、工作，開(kāi)啟了“學(xué)霸”的開(kāi)掛履歷。他取得了哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)博士、哈佛醫(yī)學(xué)院-麻省理工學(xué)院聯(lián)合醫(yī)學(xué)博士、哈佛大學(xué)生化和藥理博士共三項(xiàng)博士學(xué)位。后來(lái)，他成為美國(guó)約翰斯·霍普金斯大學(xué)威爾馬眼科中心第一個(gè)來(lái)自新中國(guó)的眼科住院醫(yī)生，曾獲美國(guó)最佳眼科醫(yī)生。
多年來(lái)，張康教授深耕眼科學(xué)、醫(yī)學(xué)人工智能、腫瘤、分子遺傳學(xué)以及精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。他于2019-2024連續(xù)6年入選“全球跨學(xué)科高被引學(xué)者”，獲長(zhǎng)江學(xué)者、世界華人醫(yī)師協(xié)會(huì)霍英東獎(jiǎng)等榮譽(yù)。他現(xiàn)為美國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)會(huì)士、美國(guó)醫(yī)學(xué)與生物工程院會(huì)士、英國(guó)皇家醫(yī)學(xué)會(huì)會(huì)士、英國(guó)皇家化學(xué)會(huì)會(huì)士、世界華人眼科醫(yī)師協(xié)會(huì)會(huì)長(zhǎng)。
歸國(guó)后，他在澳門(mén)科技大學(xué)任教，2023年9月份，他被人才引進(jìn)至溫州。在溫州，他帶領(lǐng)年輕的科研團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合國(guó)內(nèi)的科研力量，繼續(xù)攻克難題，初見(jiàn)成果。
在溫科研成果登上頂刊
作為全球公認(rèn)的頂尖學(xué)者之一，張康教授學(xué)術(shù)成果豐碩，共發(fā)表SCI論文400余篇，其中以第一/通訊作者在《自然》《科學(xué)》等國(guó)際頂尖期刊發(fā)表20余篇論文，總引用次數(shù)超8萬(wàn)余次，獲授權(quán)發(fā)明專利37項(xiàng)和國(guó)際專利28項(xiàng)。
在張康教授位于中國(guó)眼谷的辦公室里，擺放著2018年頂級(jí)期刊《Cell》雜志照片，當(dāng)期封面論文正是出自張康團(tuán)隊(duì)，介紹了眼部再生療法在革新多種致盲疾病治療方面的進(jìn)展。
張康教授常年活躍在科研一線。2020年，他在《自然醫(yī)學(xué)（Nature Medicine ）》以封面文章發(fā)表論文。這是全球首次系統(tǒng)強(qiáng)述兒童新冠肺炎癥狀特征的論文，揭示了兒童新冠肺炎癥狀輕微的特點(diǎn)。
2021年，他在《Nature Biomedical Engineering》以封面文章形式發(fā)表論文，研發(fā)了一個(gè)用于胸部X光圖像標(biāo)準(zhǔn)化、病灶可視化和疾病診斷的全自動(dòng)深度學(xué)習(xí)操作流水線，可以識(shí)別由冠狀病毒疾病新冠肺炎引起的病毒性肺炎，并評(píng)估其嚴(yán)重性。
值得一提的是，2018年，張康教授在頂級(jí)刊物《Cell》以封面論文形式發(fā)表文章，率先將“遷移學(xué)習(xí)”應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,實(shí)現(xiàn)用醫(yī)學(xué)影像精確診斷多種疾病。這是《Cell》雜志創(chuàng)刊以來(lái)第一篇醫(yī)學(xué)AI領(lǐng)域文章，被評(píng)為Cell年度最佳論文。
在多年科研成果的積累下，張康跨學(xué)科深耕眼部疾病和醫(yī)學(xué)AI等領(lǐng)域。在他的牽頭下，溫州醫(yī)科大學(xué)附屬眼視光醫(yī)院聯(lián)合北京大學(xué)、澳門(mén)科技大學(xué)等國(guó)內(nèi)外合作機(jī)構(gòu)研發(fā)了世界首個(gè)通用大型生成式醫(yī)學(xué)影像模型（MINIM），用于生成海量合成影像數(shù)據(jù)，為醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域的大模型訓(xùn)練注入“新燃料”。
2024年12月11日，該研究成果正式在國(guó)際頂尖學(xué)術(shù)期刊《自然醫(yī)學(xué)（Nature Medicine）》發(fā)表。
溫度對(duì)談
揭秘登上頂刊的“溫州智造”科研成果
今年4月25日下午，張康教授在中國(guó)眼谷接受了溫度新聞的采訪。當(dāng)天，因?yàn)楹桨嘌诱`，徹夜未眠的他趕到溫州后便開(kāi)始密集處理工作。采訪結(jié)束后，他又旋即和研究生開(kāi)會(huì)，交流課題進(jìn)展。助理說(shuō)：這樣馬不停蹄的工作狀態(tài)是張康教授的常態(tài)。
采訪中，張康教授向市民“科普”了這項(xiàng)全球領(lǐng)先、溫州智造的科研成果。他介紹道，用MINIM合成的圖像訓(xùn)練出來(lái)的AI模型，能夠僅根據(jù)胸部CT就提供該肺癌是否有EGFR突變的準(zhǔn)確判斷，從而指導(dǎo)靶向治療的用藥，提高肺癌患者的5年生存率。以胸片為例，患者拍片后，大模型可以很快輔助醫(yī)生得出診斷，究竟是肺炎、肺癌還是其他疾病。
溫度記者：這項(xiàng)成果解決了哪些行業(yè)痛點(diǎn)？
張康教授：巧婦難為無(wú)米之炊。AI大模型也是同樣道理，人工智能算法的性能依賴于如何“喂”足高質(zhì)量“數(shù)據(jù)養(yǎng)料”。在醫(yī)療行業(yè)，AI大模型的瓶頸在于：患者隱私保護(hù)和高質(zhì)量醫(yī)療數(shù)據(jù)樣本有限。比如罕見(jiàn)病，可能全球就只有幾千例，這樣的樣本數(shù)據(jù)完全不足以喂飽一個(gè)AI大模型。一般認(rèn)為，至少使用超過(guò)10萬(wàn)條訓(xùn)練數(shù)據(jù)進(jìn)行模型訓(xùn)練，才能保證模型的有效性和可靠性。
我們不生產(chǎn)醫(yī)療大模型，我們生產(chǎn)醫(yī)療大模型的源頭高質(zhì)量養(yǎng)料。從而另辟蹊徑，避開(kāi)了重復(fù)賽道。
溫度記者：該科研成果有何顛覆性的創(chuàng)新與突破之處。
張康教授：依托溫醫(yī)大背景，我們可以得到真實(shí)有效高質(zhì)量的醫(yī)學(xué)影像和對(duì)應(yīng)的報(bào)告文本數(shù)據(jù)。我們使用這些少量、高質(zhì)量的醫(yī)學(xué)影像與文本報(bào)告的配對(duì)數(shù)據(jù)訓(xùn)練AI模型，使AI學(xué)會(huì)“生成”海量高質(zhì)量的醫(yī)學(xué)影像及報(bào)告。
在這個(gè)過(guò)程中，研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)比學(xué)習(xí)、強(qiáng)化學(xué)習(xí)、遷移學(xué)習(xí)等技術(shù)，為MINIM引入了自我優(yōu)化機(jī)制，大模型的性能可以不斷提高。
研究結(jié)果顯示，MINIM合成的圖像在醫(yī)生主觀評(píng)測(cè)和多項(xiàng)客觀檢驗(yàn)指標(biāo)上均達(dá)到高質(zhì)量，同時(shí)也與文本指令高度相符合。在盲測(cè)的情況下，合成圖像和真實(shí)圖像，可以假以亂真。我們還證實(shí)，MINIM合成的圖像能夠有效擴(kuò)充現(xiàn)有的醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)集，使用這些合成的高質(zhì)量圖像來(lái)訓(xùn)練AI大模型，可以顯著提升醫(yī)學(xué)AI模型的性能。
問(wèn)渠那得清如許，唯有源頭活水來(lái)。這個(gè)研究成果可以為市面上的各大醫(yī)療AI大模型提供源源不斷的養(yǎng)料，提高模型的精準(zhǔn)度。這一點(diǎn)在行業(yè)內(nèi)還是比較有顛覆性的。
溫度記者：這項(xiàng)成果將如何惠及普通的老百姓？
張康教授：這些數(shù)據(jù)既可以用在科研上，也可以應(yīng)用在醫(yī)療上。這些數(shù)據(jù)可以與真實(shí)數(shù)據(jù)結(jié)合，顯著提高醫(yī)學(xué)AI模型在實(shí)際任務(wù)中的性能，應(yīng)用于疾病診斷、醫(yī)學(xué)報(bào)告生成等關(guān)鍵領(lǐng)域。我們驗(yàn)證了這些合成圖像可以提高醫(yī)療AI診斷模型的性能：在平均表現(xiàn)上，MINIM將眼科AI模型的診斷性能提高了12%，胸部X光片和CT提高了15%，腦部磁共振成像提高了13%，乳腺磁共振成像提高了17%。
在醫(yī)療偏遠(yuǎn)地區(qū)，可能因?yàn)獒t(yī)生的經(jīng)驗(yàn)不足，存在一定的誤診率。借助醫(yī)療AI診斷和篩查大模型，可以大幅度提高疾病的早篩率，幫助年輕的醫(yī)生做出更加專業(yè)的判斷，解放更多的醫(yī)療資源。
未來(lái)，我們期待這一成果能夠廣泛應(yīng)用于臨床上，大幅提高醫(yī)療服務(wù)效率，節(jié)約社會(huì)醫(yī)療資源，幫助更多醫(yī)生和患者。
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