新加坡心脏中心（NHCS）宣布在心脏护理研究方面取得重大进展，通过实施SENSE（Singapore hEart lesioN analySEr）这一全国性的人工智能计划，将心脏扫描分析时间从数小时缩短至几分钟。这项突破性的系统通过先进的机器学习技术，将彻底改变冠状动脉疾病（CAD）的检测和预测。
NHCS心血管系统成像与人工智能（CVS.AI）研究实验室正在主导SENSE项目，该项目与新加坡科技研究局信息通信研究院（A*STAR I2R）共同领导。该系统利用复杂的计算能力和算法，能够自动解读心脏影像扫描，并在几分钟内评估CAD风险——这一过程传统上需要两到四个小时的专业分析。
SENSE将于2025年第三季度在三家主要医疗机构——新加坡心脏中心、国立大学医院和陈笃生医院——部署。这一实施举措对于应对CAD至关重要，目前CAD占新加坡心血管相关死亡人数的近三分之一。
专门设施推进心脏成像中的人工智能技术
从2021年的初步小规模设置开始，NHCS CVS.AI研究实验室现已搬迁至一个占地164平方米的新建专用设施，准备运行SENSE。该设施配备了最先进的AI驱动的机器学习软件和扩展的高性能图形处理单元（GPU）集群。这种增强的基础设施能够实时处理大量数据集，显著提高疾病预测模型的准确性。
“这个新设施标志着我们在AI能力方面的一个重要里程碑，”CVS.AI的联合主任和技术核心负责人、新加坡国家心脏研究所高级研究员钟良副教授说。“凭借增强的基础设施，我们完全有能力利用收集和分析的大数据来改进和强化我们的AI算法。”
CVS.AI研究实验室将应用复杂的AI算法处理患者数据，生成即时且精确的见解，指导临床医生进行心血管疾病的预测和预防。这一进展有望帮助开发有效的诊断工具和治疗策略，最终改善患者的健康结果。
关键里程碑：从APOLLO到SENSE
2021年，实验室启动了全国性项目APOLLO：AI驱动的CT冠状动脉造影临床和工业应用平台，旨在通过AI技术革新CT扫描的解读，在准确性、速度和细节方面进行改进。
APOLLO的集成和可视化功能所使用的AI模型和用户界面由ASTAR生物信息学研究所（ASTAR BII）和A*STAR I2R开发。
A*STAR BII负责开发非对比CT扫描的AI分析，检测钙化和脂肪组织，无需使用对比剂，使肾功能不全或对对比剂过敏的患者更安全，同时实现更快、侵入性更小的筛查。
与此同时，A*STAR I2R专注于使用对比剂的CT冠状动脉造影的AI和成像分析，揭示详细的血管结构和功能，帮助临床医生更好地评估阻塞情况。这些创新为医生提供了更精确的早期诊断工具，从而改善患者的预后。
在过去四年中，APOLLO建立了心脏信息数据库，收集了来自新加坡三大心脏机构约5,000名患者的心脏CT扫描图像。
目标是评估AI在CAD诊断和治疗中的可行性和实用性。这个庞大的数据库现在包含了近三百万张图像以及全面的临床数据，为新加坡人群量身定制了一个强大的基础。
现在，NHCS正进入下一个阶段，即SENSE。基于APOLLO的基础工作，SENSE引入了先进的AI算法和专利后处理技术。
SENSE分析CAD的四个关键因素：1) 冠状动脉钙化评分，2) 心外膜脂肪组织，3) 狭窄，4) 斑块，并通过自动化分析过程改变了临床工作流程。
患者的CT图像直接传输到专用的AI工作站，由APOLLO开发的AI模块自动处理，结果在10分钟内传递给临床医生——这比传统的两到四小时的专家解读时间有了显著改进。这代表了效率提高了30倍，可能有助于更早地检测疾病并及时干预。
“SENSE在效率和诊断准确性方面都取得了重大飞跃，”CVS.AI的主任和核心临床负责人、NHCS心脏病科高级顾问Lohendran Baskaran助理教授说。“更重要的是，SENSE在预测CAD方面具有高精度，使临床医生能够及时采取适当的干预和治疗策略。”
CAD是新加坡死亡率的重要原因，占心血管相关死亡人数的近三分之一。SENSE预计将在此疾病的早期检测和预测中发挥关键作用，并为医疗保健提供者提供强有力的工具，以便主动管理患者。
“NHCS在AI创新方面取得了显著进展，将复杂的心血管数据转化为实用的诊断和治疗策略。我们与国家机构和本地医疗机构的合作创造了一种协同的患者护理方法。SENSE不仅代表了技术进步，也是朝着提升新加坡人口医疗保健交付的重要一步，”NHCS首席执行官杨国强教授说。
“ASTAR I2R的工作重点是推动产生实际影响的AI技术。通过SENSE项目，我们开发了AI模型和直观工具，实现了更快、更精确的心脏扫描解读。这支持临床医生做出及时、明智的决策，并强调了AI如何改善新加坡人口的医疗保健结果和交付，”ASTAR I2R执行董事孙素梅博士说。
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