連心醫(yī)療團(tuán)隊(duì)基于百度飛槳平臺(tái)開(kāi)發(fā)的“基于CT影像的肺炎篩查與病情預(yù)評(píng)估AI系統(tǒng)”正式上線,可快速檢測(cè)識(shí)別肺炎病灶,為病情診斷提供病灶的數(shù)量、體積、肺部占比等定量評(píng)估信息,并已經(jīng)在湖南郴州湘南學(xué)院附屬醫(yī)院投入使用。
在此之前的一段時(shí)間里,AI抗疫就已經(jīng)成為備受關(guān)注熱門(mén)話題,諸如AI紅外測(cè)溫、肺炎咨詢機(jī)器人、人工智能助力疫苗研發(fā)、算法預(yù)測(cè)新型冠狀病毒的全基因組等案例多次占據(jù)科技媒體頭條。
不過(guò)深入抗疫一線、與醫(yī)療人員并肩戰(zhàn)斗的CT影像智能識(shí)別又有所不同,從新冠肺炎“假陰性”的消息傳出,到百度飛槳助力連心醫(yī)療首次開(kāi)源肺炎CT影像分析模型,從0到1乃至到N的一幕,再次演繹了互聯(lián)網(wǎng)的“戰(zhàn)疫”速度。
有感于科技企業(yè)擔(dān)當(dāng)精神的同時(shí),也產(chǎn)生了一些新的話題,比如人工智能企業(yè)為何可以快速給出解決方案,落地應(yīng)用后解決了哪些棘手問(wèn)題,以及人工智能的實(shí)戰(zhàn)結(jié)果給我們帶來(lái)了什么樣的啟示?
爭(zhēng)分奪秒的AI“軍團(tuán)”
武漢大學(xué)中南醫(yī)院影像科副主任張笑春發(fā)了一條朋友圈:“別迷信核酸檢測(cè)了,強(qiáng)烈推薦CT影像作為目前 2019-nCoV 肺炎主要依據(jù)”,并稱(chēng)這是“一個(gè)一線影像醫(yī)生的大聲疾呼!”
工信部發(fā)出了倡議:全國(guó)各地要充分發(fā)揮人工智能賦能效用,協(xié)力抗擊新冠肺炎疫情;2月5日,國(guó)家衛(wèi)健委發(fā)布了第五版《新型冠狀病毒感染的肺炎診療方案》,肺部CT影像被正式納入新冠肺炎診斷標(biāo)準(zhǔn)。
大大小小的人工智能企業(yè),也開(kāi)始了一場(chǎng)爭(zhēng)分奪秒的攻堅(jiān)戰(zhàn)。
正如文初提到的一幕,連心醫(yī)療結(jié)合百度飛槳開(kāi)源框架和視覺(jué)領(lǐng)域技術(shù)領(lǐng)先的PaddleSeg開(kāi)發(fā)套件,研發(fā)了“基于CT影像的肺炎篩查與病情預(yù)評(píng)估AI系統(tǒng)”,并將對(duì)全國(guó)定點(diǎn)收治醫(yī)院免費(fèi)開(kāi)放,以提高國(guó)內(nèi)基層醫(yī)院關(guān)于新型肺炎的病情診斷和救治能力。
阿里、華為、依圖科技、深睿醫(yī)療等也先后拿出了解決方案。
比如阿里達(dá)摩院醫(yī)療團(tuán)隊(duì)與浙大一附院、萬(wàn)里云、長(zhǎng)遠(yuǎn)佳和古珀醫(yī)院等多家機(jī)構(gòu)合作拿到了5000多個(gè)CT影像樣本,結(jié)合新冠肺炎患者的臨床特征,推出了新冠肺炎臨床AI診斷技術(shù)(CT影像),并在河南“小湯山”醫(yī)院里落地應(yīng)用。
華為云宣布與華中科技大學(xué)、藍(lán)網(wǎng)科技等通力協(xié)作,研發(fā)并推出新型冠狀病毒肺炎AI輔助醫(yī)學(xué)影像量化分析服務(wù),通過(guò)計(jì)算機(jī)視覺(jué)與醫(yī)學(xué)影像分析技術(shù),結(jié)合臨床信息和實(shí)驗(yàn)室結(jié)果,輔助醫(yī)生更高效、精準(zhǔn)地區(qū)分早期、進(jìn)展期與重癥期患者。
依圖科技、深睿醫(yī)療、推想科技等創(chuàng)業(yè)公司向外界釋放了推出可用于智能評(píng)估新冠肺炎的AI影像產(chǎn)品的消息,將針對(duì)局部性病灶、彌漫性病變、全肺受累的各類(lèi)肺炎疾病嚴(yán)重程度進(jìn)行分級(jí),繼而精確測(cè)算出疾病累計(jì)的肺炎負(fù)荷。
做一個(gè)總結(jié)的話,人工智能企業(yè)在對(duì)抗新冠肺炎“假陰性”困境中的快速應(yīng)對(duì)和深度參與,離不開(kāi)兩個(gè)關(guān)鍵因素:
其一,CT掃描一次可以得到數(shù)百?gòu)埲梭w組織截面,而新型冠狀肺炎的在影像上主要表現(xiàn)為外帶分布、多葉段、磨玻璃間質(zhì)性改變,醫(yī)生可以將標(biāo)注好的肺部CT影像交由機(jī)器學(xué)習(xí),主動(dòng)尋找結(jié)果和圖像之間的關(guān)系。
其二,利用CT圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行AI診斷并非沒(méi)有先例,美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院在2018年就曾公開(kāi)10600張CT掃描圖像,用于醫(yī)療人工智能算法的開(kāi)發(fā)和測(cè)試。同時(shí)國(guó)內(nèi)的百度、阿里、華為云等也在圖像識(shí)別領(lǐng)域有著成熟的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練算法。
誠(chéng)然,人工智能在CT影像識(shí)別中的應(yīng)用并非是“不可能完成”的任務(wù),甚至說(shuō)是當(dāng)下醫(yī)療體系的一種潛在趨勢(shì),但發(fā)揮出的價(jià)值卻不該被低估。
AI解決了哪些問(wèn)題?
厘清了人工智能企業(yè)迅速備戰(zhàn)的原因,再來(lái)回答另一個(gè)問(wèn)題:人工智能在這場(chǎng)攻堅(jiān)戰(zhàn)中到底解決了哪些棘手問(wèn)題?
首先是時(shí)間上的對(duì)比。
以CT影像的量化評(píng)估為例,現(xiàn)在大多數(shù)醫(yī)護(hù)人員采用的是手工勾畫(huà)ROI的方法,類(lèi)似于PS中的手動(dòng)描邊和摳圖,每個(gè)患者需要勾畫(huà)三四百?gòu)埖腃T影像,往往需要五六個(gè)小時(shí)的時(shí)間才能完成。而一位患者從入院觀察到治愈出院,一般需要拍攝四次左右的CT影像,相關(guān)醫(yī)生的工作量可想而知。
特別是在湖北等疫情高發(fā)的地區(qū),耗時(shí)如此之長(zhǎng)的CT影像量化工作,不僅讓一線的醫(yī)療人員置于高負(fù)荷的工作狀態(tài)中,也在一定程度上耽擱了診斷效率。
從幾家人工智能企業(yè)給出的結(jié)果來(lái)看,確診時(shí)間被壓縮到了幾秒到幾十秒之間。諸如依圖科技、華為云等公司專(zhuān)注于CT影像量化評(píng)估工作,阿里達(dá)摩院、連心醫(yī)療則給出了一整套的方案,包括CT影像的病灶檢測(cè)、病灶輪廓勾畫(huà)、雙肺密度分布直方圖及肺部病灶的數(shù)量、體積、肺部占比等全套定量指標(biāo)的計(jì)算與展示。
其次是生產(chǎn)力的對(duì)比。
疫區(qū)的醫(yī)生或許可以憑借繁多的病例“熟能生巧”,花上5—10分鐘的時(shí)間就能從CT影像中確定患者的病情??蓪?duì)于非疫區(qū)的醫(yī)生而言,由于接診相關(guān)病歷的經(jīng)驗(yàn)少,在確診過(guò)程中經(jīng)常會(huì)舉棋不定,直到核酸檢測(cè)顯示陽(yáng)性后才敢確診,其中猶豫和等待的時(shí)間,可能已經(jīng)造成交叉感染乃至是家庭聚集性發(fā)病。
同時(shí)高壓的工作狀態(tài)也在考驗(yàn)醫(yī)生的心理素質(zhì),每一份簽名確診報(bào)告的背后,通常意味著幾十個(gè)緊密接觸者的隔離收治,既是一種責(zé)任,也是心理上猶豫。
至少人工智能在CT影像診斷中的應(yīng)用,已經(jīng)在某種程度上拉平了因?yàn)榻?jīng)驗(yàn)不同導(dǎo)致的生產(chǎn)力差異,即便是沒(méi)有接觸過(guò)肺炎病例的醫(yī)生,也可以根據(jù)AI的診斷結(jié)果進(jìn)行科學(xué)判定,然后以一種可觀的依據(jù)增強(qiáng)醫(yī)生們的診斷信心。
值得一提的是,連心醫(yī)療采用的深度學(xué)習(xí)算法模型充分訓(xùn)練了所收集到的高分辨率和低分辨率的CT影像數(shù)據(jù),可以適應(yīng)不同等級(jí)CT影像設(shè)備采集的檢查數(shù)據(jù),哪怕是醫(yī)療資源受限的基層醫(yī)院,也可以在肺炎輔助預(yù)診斷工具的幫助下進(jìn)行確診,進(jìn)一步提升了基層醫(yī)生的診斷和評(píng)估效率。
被驗(yàn)證的“通用技術(shù)”
人工智能在CT影像輔助診斷中的價(jià)值已然被驗(yàn)證,同時(shí)被驗(yàn)證的還有人工智能作為“通用技術(shù)”的屬性。
按照百度CTO王海峰的觀點(diǎn),“通用技術(shù)”指的是與機(jī)械技術(shù)、電氣技術(shù)和信息技術(shù)一樣,具備標(biāo)準(zhǔn)化、自動(dòng)化和模塊化的特征,也是進(jìn)入工業(yè)大生產(chǎn)階段的基本前提。至少AI在CT圖像智能診斷系統(tǒng)的應(yīng)用中,不難找到“通用性”的一面。
一個(gè)直接的例子,當(dāng)新型冠狀肺炎的疫情結(jié)束后,那些戰(zhàn)斗在一線的醫(yī)務(wù)工作者,勢(shì)必會(huì)重新審視AI這個(gè)“新戰(zhàn)友”,進(jìn)而延伸出更加廣泛的應(yīng)用,比如同樣的技術(shù)被應(yīng)用于肝癌、肺癌等病情的早期篩查,畢竟這些病歷同樣需要在幾百?gòu)堄跋裰姓业讲∽兊慕M織,并對(duì)它的良惡性做出準(zhǔn)確的判斷。
只是這樣的話題似乎并不新鮮,早在2016年就有“人工智能+醫(yī)療影像”元年的說(shuō)法,圖像識(shí)別在醫(yī)療中的應(yīng)用漸漸興起,這次疫情中嶄露頭角的推想科技、連心醫(yī)療等均誕生于這一年。盡管在過(guò)去幾年中,這些企業(yè)很少被外界所關(guān)注,以至于在資本市場(chǎng)都有些寒冬的味道,但經(jīng)此一“疫”后大概率會(huì)迎來(lái)新的風(fēng)口。
何況人工智能行業(yè)的協(xié)作方式也在發(fā)生轉(zhuǎn)變,進(jìn)一步為醫(yī)療垂直領(lǐng)域的布道者們提供了新的機(jī)會(huì)窗口。
以連心醫(yī)療為例,在創(chuàng)立之初主要提供腫瘤數(shù)據(jù)平臺(tái)搭建和醫(yī)療數(shù)據(jù)分析,涉及醫(yī)療影像處理、分割、配準(zhǔn)等等。但在CT影像的攻堅(jiān)戰(zhàn)中,連心醫(yī)療選擇在自身數(shù)據(jù)優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上,基于百度飛槳平臺(tái)快速開(kāi)發(fā)上線了基于CT影像的肺炎篩查與病情預(yù)評(píng)估AI系統(tǒng)并對(duì)全國(guó)定點(diǎn)收治醫(yī)院免費(fèi)開(kāi)放,為抗擊疫情貢獻(xiàn)一己之力的同時(shí),也給出了醫(yī)療服務(wù)升級(jí)的新思路:
以往醫(yī)療機(jī)構(gòu)想要開(kāi)發(fā)肺炎CT影像智能診斷類(lèi)的應(yīng)用,需要找到某家科技公司進(jìn)行聯(lián)合開(kāi)發(fā),其中的門(mén)檻和成本不言而喻。如今卻可以在百度飛槳的EasyDL圖像分割模型中,直接選擇“肺炎CT影像識(shí)別專(zhuān)用算法”,只需要少量的數(shù)據(jù)訓(xùn)練即可獲得基于實(shí)際場(chǎng)景進(jìn)一步優(yōu)化的模型,以及可靈活支持多種部署形式、可即用的模型服務(wù)。
沿循這樣的邏輯,不排除誕生AI應(yīng)用新范式的可能。百度飛槳就像是AI服務(wù)的“模型商店”,連心醫(yī)療這樣的開(kāi)發(fā)者打造上線了各種各樣的“模型”,全球范圍內(nèi)的醫(yī)療機(jī)構(gòu)們可以在“商店”中找到自己需要的“模型”,簡(jiǎn)單的適配就可以落地應(yīng)用。
可以篤定的是,一旦這樣的邏輯被跑通后,注定不會(huì)局限在醫(yī)療領(lǐng)域,不斷向工業(yè)制造、市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域延伸,又一次印證了王海峰關(guān)于“深度學(xué)習(xí)推動(dòng)AI進(jìn)入工業(yè)大生產(chǎn)階段”的觀點(diǎn)。
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