醫(yī)療人工智能不只是會(huì)讀片

醫(yī)療影像AI，被譽(yù)為醫(yī)療行業(yè)的人工智能“讀片大腦”，近日發(fā)布的2019《中國(guó)人工智能醫(yī)療白皮書(shū)》顯示，AI醫(yī)學(xué)影像成為中國(guó)人工智能醫(yī)療最成熟領(lǐng)域。當(dāng)前，AI輔助醫(yī)療尤其是影像醫(yī)學(xué)判讀面臨新的升級(jí)迭代，如何研發(fā)更加聰明的人工智能“讀片大腦”，成為科技界和醫(yī)療界共同探討的新課題。

醫(yī)療人工智能不只是會(huì)讀片

AI+醫(yī)學(xué)影像主要分為兩部分：一是圖像識(shí)別，應(yīng)用于感知環(huán)節(jié)，分析非機(jī)構(gòu)化數(shù)據(jù)、獲取有意義的特征信息；二是深度學(xué)習(xí)，通過(guò)大量的影像數(shù)據(jù)和醫(yī)生標(biāo)注數(shù)據(jù)，不斷對(duì)神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行深度學(xué)習(xí)訓(xùn)練，促使其掌握“診斷”的能力。

記者采訪中發(fā)現(xiàn)，目前醫(yī)療影像AI診斷的應(yīng)用尚處于初級(jí)階段，以在短時(shí)間內(nèi)找到容易被遺漏的疑似病灶為主要目標(biāo)，尚無(wú)法對(duì)獲得的病灶進(jìn)行精準(zhǔn)的特征描述，也無(wú)法對(duì)疾病進(jìn)行精準(zhǔn)的預(yù)后評(píng)估，仍需大量其他診斷手段來(lái)幫助醫(yī)生做出臨床決策。隨著AI+醫(yī)療逐步涉入深水區(qū)，“獲取足夠豐富且高質(zhì)量的醫(yī)療影像數(shù)據(jù)”成為提升診斷準(zhǔn)確度的關(guān)鍵和難點(diǎn)。

難在哪里？首先是數(shù)據(jù)量問(wèn)題。很多影像模態(tài)的數(shù)據(jù)瓶頸導(dǎo)致無(wú)法訓(xùn)練人工智能算法；其次是數(shù)據(jù)質(zhì)量問(wèn)題。在醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域，人工智能訓(xùn)練需要醫(yī)生標(biāo)注后的數(shù)據(jù)，但這一過(guò)程費(fèi)時(shí)費(fèi)力。不同醫(yī)院對(duì)于圖像的質(zhì)量要求也不盡相同，參差不齊的數(shù)據(jù)質(zhì)量會(huì)給人工智能訓(xùn)練帶來(lái)偏差。

走向新的升級(jí)風(fēng)口：2.0時(shí)代呼之欲出

精準(zhǔn)醫(yī)療越是涉入深水區(qū)，對(duì)人工智能輔助醫(yī)療數(shù)據(jù)信息研判精準(zhǔn)度的要求就更高，AI+醫(yī)療需要完成從1.0時(shí)代向2.0時(shí)代的升級(jí)：“精數(shù)據(jù)”和“全流程”成為迭代關(guān)鍵詞。

日前，全球布局的域唯醫(yī)療與南京市江北新區(qū)管委會(huì)簽約建立多模態(tài)精準(zhǔn)醫(yī)療人工智能平臺(tái)項(xiàng)目，旨在構(gòu)建完善的多組學(xué)多模態(tài)AI平臺(tái)，開(kāi)發(fā)可以真正為醫(yī)生提供臨床診療決策支持的“智慧讀片大腦”。“真正有效的醫(yī)療人工智能技術(shù)要將解決方案貫穿整個(gè)診療過(guò)程?！鄙虾Ｓ蛭ㄡt(yī)療科技有限公司創(chuàng)始人、CEO王世威博士說(shuō)。

域唯醫(yī)療的全球創(chuàng)新中心位于歐洲奧地利維也納，由首席醫(yī)學(xué)官馬庫(kù)斯·哈克博士和首席技術(shù)官托馬斯·拜耳博士負(fù)責(zé)。“醫(yī)學(xué)影像學(xué)融合跨界不僅是生物學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)、基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)的融合，還需要數(shù)學(xué)、圖像學(xué)、軟件、算法、設(shè)計(jì)乃至人文學(xué)科的交叉。”維也納醫(yī)科大學(xué)的核醫(yī)學(xué)科主任馬庫(kù)斯·哈克博士說(shuō)。

多模態(tài)AI“醫(yī)療大腦”如何發(fā)揮作用？歐洲科學(xué)院院士、PET/CT發(fā)明人、歐洲多模態(tài)分子精準(zhǔn)影像協(xié)會(huì)主席托馬斯·拜耳博士細(xì)釋其原理：“首先，篩選高質(zhì)量的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)可以雙向校準(zhǔn)整個(gè)機(jī)器模型，無(wú)需進(jìn)行人工特征篩選及人工尋找最優(yōu)算法，依靠?jī)?nèi)核自動(dòng)生成針對(duì)特定病種或者特定數(shù)據(jù)來(lái)源的算法模型；其次，提高大樣本數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)能力和準(zhǔn)確度。PET/CT圖像融合了分子生物學(xué)信息及影像數(shù)據(jù)信息的功能及分子圖像，根據(jù)腫瘤的數(shù)字化影像特征訓(xùn)練算法，并結(jié)合多維的多組學(xué)數(shù)據(jù)，可以得到更優(yōu)的預(yù)測(cè)模型?！?/p>

虛擬活檢、3D渲染技術(shù)：輔助腫瘤精準(zhǔn)治療

腫瘤精準(zhǔn)治療是目前世界的最前沿課題，如何通過(guò)AI影像加強(qiáng)對(duì)腫瘤精準(zhǔn)治療的幫助？虛擬活檢、3D渲染技術(shù)，正在以全新的概念和技術(shù)迭代加速輔助腫瘤精準(zhǔn)治療。

記者了解到，通過(guò)將醫(yī)學(xué)成像，機(jī)器學(xué)習(xí)和AI結(jié)合在一起，計(jì)算成像和個(gè)性化診斷（CCIPD）已成為檢測(cè)和診斷各種癌癥和其他疾病的全球醫(yī)療領(lǐng)域的探索前沿。美國(guó)凱斯西儲(chǔ)大學(xué)數(shù)字成像實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們已經(jīng)率先使用人工智能（AI）來(lái)預(yù)測(cè)化學(xué)療法是否會(huì)成功，波士頓的研究人員正在嘗試使用人工智能技術(shù)對(duì)腦腫瘤進(jìn)行“虛擬活體組織檢查”?！巴ㄟ^(guò)無(wú)創(chuàng)的影像手段，獲得傳統(tǒng)穿刺活檢獲得的信息，即虛擬活檢手段，從而提高腫瘤診斷準(zhǔn)確率及效率?！蓖跏劳┦空f(shuō)，“目前可以針對(duì)超過(guò)12種腫瘤不同指標(biāo)構(gòu)建預(yù)模型，從而為醫(yī)生提供一整套云端或者本地端的解決方案?！?/p>

“可視化引擎通過(guò)體外3D渲染技術(shù)，重建體外腫瘤影像，從而將非影像學(xué)的數(shù)據(jù)以影像方式呈現(xiàn)給醫(yī)生。例如，通過(guò)可視化描述相關(guān)腫瘤微環(huán)境信息及病灶的確切解剖結(jié)構(gòu)，讓醫(yī)生詳細(xì)了解腫瘤的相關(guān)信息，并判斷病人最適合的療法。”托馬斯·拜耳說(shuō)。

“很多大型三甲醫(yī)院正在嘗試建立多學(xué)科會(huì)診、疑難病癥的平臺(tái)，基于AI多組學(xué)的可視化分析引擎正好可以協(xié)助建立這樣的平臺(tái)?！瘪R庫(kù)斯·哈克說(shuō)，“對(duì)于大型醫(yī)院，這個(gè)模型可以安裝在醫(yī)院的工作站，醫(yī)生在醫(yī)院就可通過(guò)模型預(yù)測(cè)腫瘤的分子信息；小型的基層醫(yī)院，可以將數(shù)據(jù)經(jīng)脫敏后傳輸?shù)皆贫?，云端利用模型分析?shù)據(jù)后，將結(jié)果反饋給醫(yī)院。”