《電子技術(shù)應(yīng)用》
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大數(shù)據(jù)時(shí)代下,,肺結(jié)節(jié)AI醫(yī)療該何去何從,?

2018-08-09
關(guān)鍵詞: AI 智能醫(yī)療

  “中國人的肺結(jié)節(jié)不夠用了”。

  得知西南地區(qū)某著名三甲醫(yī)院的PACS(Picture Archiving and Communication Systems)接入了7家人工智能企業(yè)的肺結(jié)節(jié)智能影像診斷系統(tǒng)時(shí),,一位影像醫(yī)師戲謔地談到現(xiàn)在的情況。

  魯迅曾說,世上本沒有路,,走的人多了,自然就有了路,。但在肺結(jié)節(jié)的人工智能檢出上,,中國的初創(chuàng)企業(yè)們已經(jīng)踩出了一條京滬高速。諸多AI廠家競(jìng)爭(zhēng)激烈的核心醫(yī)院,,一個(gè)放射科室擺上4-5家AI廠商的服務(wù)器已稀松平常,。

  截至2018年7月的不完全統(tǒng)計(jì),,僅在肺結(jié)節(jié)篩查領(lǐng)域,拿出具體產(chǎn)品的人工智能企業(yè)就有20余家,,大部分拿到風(fēng)險(xiǎn)投資,,而更多海歸博士、科研院所,、醫(yī)院專家團(tuán)隊(duì)正在摩拳擦掌,,躍躍欲試。

  大家都奔向了同一個(gè)目標(biāo),。

  誰帶火了肺結(jié)節(jié),?

  從需求端來說,中國年新增肺癌患者數(shù)量全球第一,,年肺癌因素死亡人數(shù)全球第一,,早篩需求旺盛,低劑量螺旋CT正被廣泛推廣,;而從圖像質(zhì)量上來說,,胸部CT圖像分層薄、視野清晰,、干擾因素少,、病灶特征規(guī)律可循,是智能影像判讀的理想用武之地,,加之中國影像醫(yī)師的稀缺及國家政策的大力推動(dòng),,這一領(lǐng)域的應(yīng)用基礎(chǔ)堪稱完美。

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  但中國任何一個(gè)疾病領(lǐng)域的需求量都會(huì)由于龐大的人口基礎(chǔ)而顯得無比巨大,,真正讓肺結(jié)節(jié)智能檢出火起來的,,是大數(shù)據(jù)時(shí)代。

  2017年7月,,SQuAD的負(fù)責(zé)人Pranav Rajpurkar公開了其胸部x射線檢測(cè)肺炎的算法,,并公布了當(dāng)時(shí)世界上最大的公開可用的胸透x光數(shù)據(jù)集,該數(shù)據(jù)集包含了14種疾病的10萬余張x射線主視圖,。

  2017年10月,,NIH(美國國立衛(wèi)生研究院)臨床中心發(fā)布了一個(gè)包含3萬余患者、11萬2千余張正面視線的x射線圖像,,以及利用NLP技術(shù)從放射學(xué)報(bào)告挖掘出來的14類疾病的圖像標(biāo)簽,,供全球研究人員免費(fèi)使用。

  2018年7月,,NIH(美國國立衛(wèi)生研究院)臨床中心再次分享了一個(gè)大型CT圖像數(shù)據(jù)庫,包括3.2萬份CT圖像和展示的疾病影像學(xué)資料,,以幫助科學(xué)家和臨床醫(yī)生增強(qiáng)對(duì)疾病影像學(xué)診斷的技能,,AI開發(fā)人員亦可自由利用上述數(shù)據(jù)用于AI系統(tǒng)的訓(xùn)練,。

  對(duì)于中國醫(yī)療人工智能企業(yè)的創(chuàng)業(yè)者們而言,這些美國的公開數(shù)據(jù)集無異于最舒適的搖籃,,為創(chuàng)業(yè)者們提供了豐富的數(shù)據(jù)“糧食”,;通過公開數(shù)據(jù)集將AI模型的精度訓(xùn)練到一定水平后,投入臨床,,以中國海量的胸部CT圖像“喂養(yǎng)”模型,,使之性能進(jìn)一步飛躍,成為當(dāng)前中國醫(yī)療AI企業(yè)的普遍路徑,。

  “對(duì)于創(chuàng)業(yè)者而言,,最難獲取的就是臨床醫(yī)療數(shù)據(jù),不管擁有多么雄厚的技術(shù)基礎(chǔ),,市面上有多少可供借鑒的算法模型,,沒有臨床數(shù)據(jù)拿來訓(xùn)練AI,一切都是無源之水,。而中國國內(nèi)更為龐大的CT數(shù)據(jù)基礎(chǔ),,使得中國人工智能技術(shù)的進(jìn)步絲毫不遜于其發(fā)源地——美國?!币患矣跋裨频倪\(yùn)營者如此表示,。紐約時(shí)報(bào)(NYT)在2018年的一篇文章中,提到中國的阿里和依圖,,已經(jīng)先于亞馬遜,,把AI引入醫(yī)療行業(yè)。

  但與此同時(shí),,他也提醒,,雖然國內(nèi)AI企業(yè)創(chuàng)業(yè)者的起始賽道相似,但并不意味會(huì)在同一個(gè)維度長期競(jìng)爭(zhēng),。

  “正如大學(xué)生畢業(yè)后10年所取得的成就有著天壤之別,,同樣選擇肺結(jié)節(jié)智能檢出作為突破口后,研發(fā)能力的強(qiáng)弱,、醫(yī)療行業(yè)理解的深淺,、戰(zhàn)略眼光的預(yù)見、產(chǎn)業(yè)格局的大小,,都會(huì)影響AI企業(yè)的發(fā)展前景,。”這位管理者認(rèn)為,。

  肺結(jié)節(jié)AI的進(jìn)化之路

  2017年,,主攻肺結(jié)節(jié)檢出的各大AI企業(yè)都交出了輝煌的答卷,敏感性一路飆升,,95%,、96.5%,、98.8%……人類肉眼難以察覺的像素差別,在AI強(qiáng)大的算力面前無所遁形,。

  然而醫(yī)學(xué)畢竟不是只懂得基礎(chǔ)函數(shù)就可以解決問題,。

  目前臨床上為了確保影像判讀的準(zhǔn)確性,通常由一名執(zhí)業(yè)醫(yī)師與副主任醫(yī)師共同閱讀同一個(gè)患者的胸片,,影像醫(yī)師在讀片完畢之后,,還需要上級(jí)醫(yī)生復(fù)查一遍,簽字確認(rèn),。AI的目的正是替代這個(gè)步驟中的第一環(huán)節(jié),,因?yàn)锳I醫(yī)生不僅“視力”極好,幾乎可以看出每一個(gè)微小結(jié)節(jié),,同時(shí),,AI醫(yī)生不知疲倦,不會(huì)出現(xiàn)視覺疲勞,,看成千上萬張胸部CT也不過毫秒之間,。

  將AI的靈敏度不斷提升,理論上AI可以發(fā)現(xiàn)肺部的每一個(gè)結(jié)節(jié),,但是隨之而來的誤報(bào)率卻令人頭痛,,是迅速將敏感性提升到極致,暫時(shí)忽略誤報(bào)率,?還是花費(fèi)更大的力氣,,將敏感性與誤報(bào)率同時(shí)提升到可用水平?亦或是還有更加科學(xué)準(zhǔn)確的考核指標(biāo),?

  國內(nèi)著名放射學(xué)家,、浙江省人民醫(yī)院放射科主任龔向陽教授曾表示,特異性和敏感性兼顧起來是很難的,,所以很多公司在開發(fā)系統(tǒng)時(shí)會(huì)優(yōu)先考慮敏感性的問題,,在保證敏感性的前提下,提高特異性,。

  “敏感性與誤報(bào)率確實(shí)很難兼得,,極其考驗(yàn)AI企業(yè)的技術(shù)功底,既要保持足夠的敏感性,,但又要確保足夠低的誤報(bào)率,,確保找出來的結(jié)節(jié)絕大部分是正確的,是有臨床意義的,,并沒有外界看起來那么容易難度,,依圖醫(yī)療付出了艱苦的努力,在這兩方面都做到了業(yè)內(nèi)領(lǐng)先水平”,依圖醫(yī)療總裁倪浩在接受媒體采訪時(shí)表示,,“誤報(bào)一旦過高,,將極大增加醫(yī)生的工作壓力,也喪失了AI助力臨床的初衷,。”

  倪浩還提醒,,單純重視敏感性,,忽視誤報(bào)率不僅會(huì)增加醫(yī)生核對(duì)影像報(bào)告的工作量,也會(huì)對(duì)患者造成極大的心理壓力,,甚至導(dǎo)致恐慌下的過度診療,,浪費(fèi)醫(yī)療資源,增加患者負(fù)擔(dān),。

  為了能夠更加客觀反映AI產(chǎn)品對(duì)于臨床工作的促進(jìn),,依圖醫(yī)療引入了一個(gè)業(yè)內(nèi)全新的衡量標(biāo)準(zhǔn)——結(jié)構(gòu)化報(bào)告臨床采納率。

  具體來說,,該指標(biāo)包含2個(gè)方面——“結(jié)構(gòu)化報(bào)告”及“臨床采納率”,。“結(jié)構(gòu)化報(bào)告”不僅要求肺結(jié)節(jié)AI找出結(jié)節(jié),,更要能夠包含結(jié)節(jié)大小,、性狀描述、良惡性征象等信息,,并出具結(jié)構(gòu)化的臨床報(bào)告,;而“臨床采納率”更為苛刻——AI生成的結(jié)構(gòu)化報(bào)告到底有多少能夠被臨床醫(yī)師不經(jīng)修改直接采納?

  依圖醫(yī)療公布了他們care.a(chǎn)iTM肺癌影像智能診斷系統(tǒng)在2018年上半年的臨床反饋,,該指標(biāo)的臨床表現(xiàn)為92%,。這是一個(gè)極其優(yōu)異的表現(xiàn),意味著AI系統(tǒng)生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)化報(bào)告有92%得到影像醫(yī)師認(rèn)可被直接采納,,這一數(shù)字背后,,AI系統(tǒng)為影像醫(yī)師所節(jié)省的工作時(shí)間難以估量。

  “只有將人工智能嵌入醫(yī)生的臨床工作流,,尤其是醫(yī)生認(rèn)可我們的檢測(cè)報(bào)告,,AI對(duì)于臨床工作效率的提升才是有意義的,敏感性指標(biāo)非常重要,,但敏感性只是起點(diǎn)”,,依圖醫(yī)療產(chǎn)品副總裁鄭永升表示,“目前,,憑借這項(xiàng)獨(dú)門絕技,,該系統(tǒng)不僅進(jìn)入了全國100余家三甲醫(yī)院,并且正在AI醫(yī)療真正需要賦能的基層醫(yī)院全面鋪開?!?/p>

  突破肺結(jié)節(jié)的天花板

  而當(dāng)肺結(jié)節(jié)的檢出率逐漸逼近理論極限,,所有的醫(yī)療AI企業(yè)都在思考,胸部CT的智能診斷下一步走向何方,?

  這個(gè)問題的本質(zhì)上是在問,,AI能力如何進(jìn)階,從回答“看見什么”到回答“是什么”和“怎么治”,。

  “一方面繼續(xù)深挖肺結(jié)節(jié)檢出,,從影像判讀走向MDT決策,另一方面,,從單一的肺結(jié)節(jié)檢出走向肺部多種疾病如肺炎,、肺結(jié)核、慢阻肺,、支氣管擴(kuò)張的智能診斷,,以單一應(yīng)用解決科室場(chǎng)景問題,跳出一種疾病一個(gè)AI的桎梏”,,倪浩表示,,“這條路會(huì)很漫長,很艱辛,,但只有不斷滿足臨床場(chǎng)景,,才能夠真正成為醫(yī)生的好幫手,推動(dòng)未來智能醫(yī)院的建設(shè),?!?/p>

  6月15號(hào),依圖醫(yī)療聯(lián)合中國頂級(jí)三甲醫(yī)院——華西醫(yī)院發(fā)布了全球首個(gè)肺癌多學(xué)科智能診斷系統(tǒng),,這套系統(tǒng)號(hào)稱“最具醫(yī)生思維”的AI應(yīng)用,,不僅能夠?qū)崿F(xiàn)結(jié)節(jié)篩查等初級(jí)功能,更能夠?qū)崿F(xiàn)肺癌全類型病灶的診斷覆蓋,,綜合多學(xué)科臨床信息進(jìn)行綜合診斷,,其決策依據(jù)來源于國際、國內(nèi)最新臨床肺癌診療指南,,且隨著臨床診療例數(shù)的增加,,將越來越聰明及富有智慧,成為基層醫(yī)師提升肺癌診療水平,,降低誤診漏診的好幫手,。

  更值得欣喜的是,該產(chǎn)品的部分功能已經(jīng)開始臨床試驗(yàn),,接受臨床的嚴(yán)苛考驗(yàn),。如果成功,將無異于醫(yī)療AI的一次偉大進(jìn)步。

  “就像過去人類歷史上經(jīng)歷過的一切科技變革,,人工智能也將融入醫(yī)生的工作流程,,與醫(yī)生群體一起更好地造福廣大病患”,中國醫(yī)學(xué)影像AI產(chǎn)學(xué)研用創(chuàng)新聯(lián)盟理事長,、第二軍醫(yī)大學(xué)長征醫(yī)院影像醫(yī)學(xué)與核醫(yī)學(xué)科主任劉士遠(yuǎn)教授表示,,“未來已至,只是分布不均,?!?/p>


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