基于大模型的心脏超声辅助诊断与决策系统研发及示范应用

卫生和社会工作

中央引导地方专项

北京市科学技术委员会;中关村科技园区管理委员会

本成果来源于北京市科技计划—中央引导地方专项（课题编号：Z231100007423010），由首都医科大学附属北京安贞医院与科大讯飞（北京）有限公司联合承担，2023年9月至2026年3月围绕“基于大模型的心脏超声辅助诊断与决策系统研发及示范应用”开展全链条研发，形成以心血管专病大模型、专业知识库、智能辅诊系统为核心的系列技术成果，实现医疗大模型从实验室研发到临床规模化落地的完整转化，并申请发明专利7项。 一、技术原理 项目以讯飞星火医疗大模型SparkMedX1��Base为基座，依托安贞医院百万级真实世界心血管多模态数据与顶尖专家临床经验，采用“数据治理—知识构建—专病大模型训练—应用系统研发—示范推广”一体化技术路线。通过多源数据整合、知识图谱构建、专病数据集标注，完成领域知识注入与模型适配；研发快/慢双模式思维链、语音引导交互、知识增强循证推理、全生命周期动态感知等核心机制，使模型具备从语音录入、特征提取、诊断推理到报告生成、预后决策的全流程能力；最终形成“大模型推理引擎+专业知识库+临床交互”三层架构系统，深度嵌入超声检查工作流，实现“检查即录入、操作即生成、边检边诊边质控”。 二、核心技术与关键指标 1.心血管专业知识库与数据集 建成覆盖1990种心血管疾病亚型的多模态专业知识库，知识条目29万条、关系三元组108万对，知识构建效能较人工提升20.36倍；构建总规模100TB、310万例全生命周期心血管专病数据库，含超声影像30万例、超声报告与病历270万例，形成预训练、双模态推理、语音交互、结局验证四类高质量专用数据集，支撑模型训练与第三方测评。 2.“安贞心宇”全生命周期心血管专病超声诊断推理大模型（CardioLLM-AZ） 研发700亿参数自主可控心血管专病超声诊断推理大模型，实现胎儿、儿童、成人全人群覆盖。核心指标：心血管专业知识挖掘准确率79.47%，辅助诊疗交互语义理解准确率90.96%，与三级医院副高以上专家诊断符合率90.6%，疾病筛查准确率97.09%、定性诊断准确率89.40%、亚型分类准确率82.85%、严重程度分级准确率89.75%，整体性能优于主流通用大模型及超声医师。 3.心脏超声智能诊断及决策系统 实现语音实时录入、实体自动抽取、危急值预警、参数异常提示、影像语音冲突校验、智能描述生成、诊断推理动态更新、结构化报告一键输出、胎儿预后决策等全功能闭环。单例报告撰写时间缩短70%以上，报告生成效率较人工提升20倍；支持云端部署、端侧工作站集成、软硬一体机三种形态，兼容Windows、IOS与移动端，可对接HIS、LIS、PACS及超声工作站。 三、应用情况 1.三级医院示范：已在北京安贞医院朝阳院区、通州院区、北京安贞医院吉林医院、南充市中心医院、北京大学第一医院宁夏妇女儿童医院等多家三甲医疗机构应用，系统运行稳定，提升诊断精度与效率。 2.全国推广落地：通过国家人工智能中试应用基地、北京市一区一品项目、浙江省出生缺陷防控平台、专科医联体、医企合作等渠道，已推广至全国30个省区、1058家医疗机构，落地北京市卫健委共享助手、浙江省出生缺陷防控平台等重点工程。 3.临床服务规模：累计辅助完成成人、儿童超声15000余例、胎儿超声7000余例，成为国家人工智能中试应用基地（北京）试点项目与国家发改委2025年11月新闻发布会典型案例。 四、应用前景 本成果破解心脏超声高度依赖专家经验、基层能力不足、报告不规范、多学科决策能力空白等痛点，以人工智能技术推动优质心血管诊疗资源下沉，适用于三甲医院专病精准诊疗、基层筛查、妇幼保健、体检中心、急救转运、主动健康等全场景。可提升诊断同质化水平、降低漏诊误诊、节约人力成本、缩短患者等待时间，具备大规模复制推广价值。未来可进一步拓展至多模态影像融合、远程会诊、区域质控、慢病管理等方向，助力心血管疾病早筛早诊早治，支撑国家分级诊疗与智慧医疗建设，经济与社会效益显著。