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我國(guó)如何應(yīng)用人工智能輔助甲狀腺超聲診斷?

作者: 時(shí)間:2017-06-02 來(lái)源:雷鋒網(wǎng) 收藏

  長(zhǎng)期來(lái)看能不能取代醫(yī)生我覺得還真不好說(shuō),畢竟柯潔已經(jīng)都輸?shù)袅寺?。我感覺這個(gè)東西還是給我一定的驚喜和沖擊的。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/201706/359984.htm

  這套系統(tǒng)使用起來(lái)還是很方便的,作為醫(yī)生不需要額外的步驟,我只需要和日常檢查一樣拍一張照片,機(jī)器就幫我識(shí)別了,識(shí)別完了告訴我結(jié)節(jié)在哪里,輪廓是什么樣的,同時(shí)良惡性怎么樣。總的來(lái)說(shuō)還是不錯(cuò)的,當(dāng)然它也處在一個(gè)不斷更新優(yōu)化的過(guò)程。

  探訪浙大第一附屬醫(yī)院——如何應(yīng)用于甲狀腺結(jié)節(jié)的超聲?

我國(guó)如何應(yīng)用人工智能輔助甲狀腺超聲診斷?

  醫(yī)生口中說(shuō)的,是浙江德尚韻興圖像科技有限公司研發(fā)出的一套基于超聲聲象的甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性的系統(tǒng)。

 

  指著醫(yī)院引進(jìn)的甲狀腺結(jié)節(jié)人工智能系統(tǒng),浙江大學(xué)第一附屬醫(yī)院超聲科的趙主任對(duì)媒體表示。

  對(duì)于甲狀腺結(jié)節(jié)的診斷,目前三甲醫(yī)院醫(yī)生的平均準(zhǔn)確率為60%-70%,基層醫(yī)院會(huì)更加低一些。而輔助診斷系統(tǒng)目前準(zhǔn)確率可以達(dá)到85%以上,德尚韻興總經(jīng)理胡海蓉女士說(shuō)道,由于在我國(guó)人工智能還沒有行醫(yī)資格,所以我們將其定位為輔助診療,只是給醫(yī)生提供一些參考。這個(gè)系統(tǒng)將來(lái)的市場(chǎng)定位是基層醫(yī)院,推廣以后能夠幫助基層醫(yī)院提高診斷的水平,有利于國(guó)家推行的分級(jí)診療政策。

  1、為什么從甲狀腺結(jié)節(jié)著手?

  據(jù)了解,甲狀腺結(jié)節(jié)是指在甲狀腺內(nèi)的腫塊,可隨吞咽動(dòng)作隨甲狀腺而上下移動(dòng),是臨床常見的病癥,可由多種病因引起。

  大部分甲狀腺結(jié)節(jié)是良性的,但少數(shù)甲狀腺結(jié)節(jié)一開始就是惡性的,還有一部分結(jié)節(jié)會(huì)從良性轉(zhuǎn)變?yōu)閻盒浴R虼?,一旦體檢發(fā)現(xiàn)甲狀腺結(jié)節(jié),醫(yī)生都會(huì)建議再做進(jìn)一步檢查,主要目的就是分辨結(jié)節(jié)是「良性」還是「惡性」。

  甲狀腺結(jié)節(jié)轉(zhuǎn)變?yōu)榘┑谋壤秊?%,而如果能及早發(fā)現(xiàn)、盡快治療,大部分患者都能長(zhǎng)期存活下去。

  對(duì)于為什么選擇甲狀腺結(jié)節(jié)作為輔助診斷的研發(fā)切入點(diǎn)的問(wèn)題,德尚韻興的首席科學(xué)家、浙江大學(xué)求是特聘教授孔德興對(duì)媒體表示,甲狀腺癌目前為常見的癌癥。在對(duì)杭州女性的調(diào)查統(tǒng)計(jì)中,已經(jīng)排在癌癥發(fā)病率的第一位。

  對(duì)于甲狀腺結(jié)節(jié)的檢查目前主要依靠超聲,相較于CT和核磁,超聲的好處是便宜、靈活、實(shí)時(shí)、無(wú)副作用,所以它是普通老百姓喜聞樂(lè)見的一種檢測(cè)手段;但它的缺點(diǎn)是圖像不清楚、造影比較大,這對(duì)醫(yī)生的要求就比較高。而CT和核磁的優(yōu)點(diǎn)是圖像清晰,缺點(diǎn)是檢測(cè)費(fèi)用高、副作用比較大。

  從人工智能應(yīng)用于醫(yī)療影像的識(shí)別或者輔助診斷的角度來(lái)說(shuō),超聲較CT和核磁難度大,我們想測(cè)試算法的性能、效率和準(zhǔn)確度,所以選擇了超聲。同時(shí),作為淺表器官,甲狀腺的超聲又不像腹部和心臟那么復(fù)雜,更容易做出落地的成果。

  綜合這些原因,我們就選擇了基于超聲影像甲狀腺結(jié)節(jié)的識(shí)別和診斷,孔教授說(shuō)道。

  2、識(shí)別的原理是什么?

  孔教授表示,該輔助診斷系統(tǒng)分為訓(xùn)練和打分兩部分。

  訓(xùn)練過(guò)程類似于把一個(gè)小孩培養(yǎng)成為一個(gè)超聲醫(yī)生,它的原理依托于深度學(xué)習(xí)技術(shù),是利用兩萬(wàn)多張的有標(biāo)注結(jié)果的超聲影像樣本對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行訓(xùn)練,使其擁有“診斷”的能力。

  傳統(tǒng)的機(jī)器學(xué)習(xí)是人為定義特征的,比如結(jié)節(jié)的邊緣是否規(guī)則,回聲情況如何,還帶有醫(yī)生主觀的判斷標(biāo)準(zhǔn)。但是如果依托深度學(xué)習(xí),就不需要這些人為的特征定義。

  經(jīng)過(guò)標(biāo)注的樣本分為兩大類,一類是良性的,一類是惡性的。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)根據(jù)標(biāo)注情況分別分析提取良性和惡性各帶有的特征,而這個(gè)過(guò)程會(huì)比人眼觀察的更加細(xì)致。有些微小的特征,人眼會(huì)漏過(guò)的,機(jī)器卻不會(huì),所以說(shuō)它的準(zhǔn)確率會(huì)高于醫(yī)生的平均水平,胡海蓉女士補(bǔ)充道。

  訓(xùn)練完成后,我們把這套算法和網(wǎng)絡(luò)參數(shù)打包為一個(gè)軟件,也就是打分系統(tǒng),它可以部署到網(wǎng)上,還可以形成單機(jī)版,這部分是用普通的計(jì)算機(jī)運(yùn)行的,此時(shí)醫(yī)院就可以利用它來(lái)進(jìn)行輔助診斷了。

  3、計(jì)算力

  提及模型的訓(xùn)練平臺(tái),孔教授說(shuō)到,我們是在本地專屬的服務(wù)器上進(jìn)行訓(xùn)練的,這方面英特爾為我們提供了很多幫助,包括至強(qiáng)融核計(jì)算平臺(tái)和可調(diào)用的函數(shù)庫(kù)等。

  目前我們選擇了10臺(tái)定制的服務(wù)器,有時(shí)候計(jì)算交叉進(jìn)行,有時(shí)候一臺(tái)就夠了,會(huì)有自動(dòng)的切換。就甲狀腺檢測(cè)的模型訓(xùn)練時(shí)間來(lái)說(shuō),用8核的服務(wù)器運(yùn)行差不多要12個(gè)小時(shí)甚至更多。

  之所以沒有放到云端上,一方面是擔(dān)心數(shù)據(jù)的安全性,另一方面在本地計(jì)算也有它獨(dú)有的優(yōu)勢(shì),但如果以后數(shù)據(jù)量持續(xù)增加的話,有可能考慮云計(jì)算的方式。

  4、數(shù)據(jù)從何而來(lái)?

  大數(shù)據(jù)是人工智能的基礎(chǔ),從目前的技術(shù)水平來(lái)看,沒有海量的經(jīng)過(guò)人工標(biāo)注的數(shù)據(jù)信息,人工智能分析的準(zhǔn)確性就無(wú)從談起。提到很多人都關(guān)心的數(shù)據(jù)來(lái)源和隱私問(wèn)題,胡海蓉說(shuō)道,我們的試點(diǎn)醫(yī)院會(huì)有提供,目前合作的有10家,當(dāng)然還有其它的渠道,比如說(shuō)也會(huì)招募志愿者到一些社區(qū)進(jìn)行檢查。但是不管是哪個(gè)渠道,脫敏工作都是非常重要的。

  所謂脫敏,就是要把能追溯到個(gè)人的所有敏感信息都去除掉。比如數(shù)據(jù)脫敏后,名字的顯示類似為王某某,地址最多到杭州市西湖區(qū),電話號(hào)碼不會(huì)保存。

  目前脫敏技術(shù)已十分成熟,我們自己也開發(fā)了一套基于K匿名算法的脫敏技術(shù)。在國(guó)際上有些國(guó)家甚至已經(jīng)規(guī)定,如果經(jīng)過(guò)K匿名脫敏的話,數(shù)據(jù)的使用是不需要經(jīng)過(guò)消費(fèi)者和病人同意的,因?yàn)橛羞@個(gè)技術(shù)來(lái)保證,是不會(huì)追溯到病人本身的,胡海蓉補(bǔ)充道。

  5、商業(yè)模式

  據(jù)胡海蓉介紹,目前這套系統(tǒng)的商業(yè)化還處在摸索的階段,所以收費(fèi)的問(wèn)題還沒有一個(gè)定論。

  在推廣的過(guò)程中,有的醫(yī)生或者患者第一次接觸人工智能輔助診斷,由于對(duì)診斷依據(jù)不明就里,所以會(huì)持懷疑態(tài)度。所以目前我們想通過(guò)試點(diǎn),讓醫(yī)生和患者使用一段時(shí)間以后,通過(guò)對(duì)比機(jī)器和人工的診斷結(jié)果,讓大家慢慢認(rèn)識(shí)到這套解決方案是否可靠。

  提到未來(lái)的商業(yè)模式,胡女士總結(jié)道,基本上是分為兩種方式,一種是通過(guò)云端,部署在網(wǎng)絡(luò)上的,主要提供給新疆、西藏這些偏遠(yuǎn)的地方,因?yàn)樗麄兊幕鶎俞t(yī)院分布的很分散。

  還有一種是單機(jī)版,比較適合業(yè)務(wù)繁忙的體檢中心,他們往往要求實(shí)時(shí)檢測(cè),對(duì)于兩三分鐘網(wǎng)絡(luò)的延時(shí)都不能接受。像這種情況,我們會(huì)部署單機(jī)版在超聲機(jī)旁邊,在掃描視頻產(chǎn)生的同時(shí),就就可以對(duì)結(jié)節(jié)進(jìn)行診斷。

  6、人工智能在醫(yī)療領(lǐng)域落地的困難和挑戰(zhàn)?

  雖然近年來(lái)人工智能在醫(yī)療影像方面已經(jīng)取得了豐碩的科研成果,但是談到相關(guān)應(yīng)用的困難與挑戰(zhàn),孔教授認(rèn)為表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面:

  第一,如何讓醫(yī)院和醫(yī)生意識(shí)到人工智能是可以輔助醫(yī)生做一些事情的,減少他們重復(fù)性、機(jī)械性的勞動(dòng),這是知識(shí)普及方面的工作。

  第二,現(xiàn)在人工智能被炒作的很熱,似乎很多人都有一種錯(cuò)覺,人工智能是萬(wàn)能的。我建議大家一定要冷靜下來(lái)、慎重來(lái)看待。同時(shí),我們還要在技術(shù)層面上下功夫,這又包含兩個(gè)維度,一個(gè)是數(shù)據(jù)的收集、分類、標(biāo)定;另一個(gè)是算法的精度和速度。

  只有這兩方面雙管齊下,人工智能的輔助診療才能很好的落地,這需要政府主導(dǎo),醫(yī)院和研究機(jī)構(gòu)相互配合才能完成。



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