我國(guó)如何應(yīng)用人工智能輔助甲狀腺超聲診斷？

　　人工智能長(zhǎng)期來(lái)看能不能取代醫(yī)生我覺(jué)得還真不好說(shuō)，畢竟柯潔已經(jīng)都輸?shù)袅寺铩Ｎ腋杏X(jué)這個(gè)東西還是給我一定的驚喜和沖擊的。

　　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?？偟膩?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(fǎng)浙大第一附屬醫(yī)院——人工智能如何應(yīng)用于甲狀腺結(jié)節(jié)的超聲輔助診斷?

　　醫(yī)生口中說(shuō)的人工智能，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)良惡性的輔助診斷系統(tǒng)。

　　指著醫(yī)院引進(jìn)的甲狀腺結(jié)節(jié)人工智能輔助診斷系統(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(méi)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(jiàn)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(kāi)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?。因此，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(jiàn)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(jiàn)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(lèi)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(guān)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(lèi)，一類(lèi)是良性的，一類(lèi)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(guān)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(zhuān)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(méi)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(huà)，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(méi)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(lèi)似為王某某，地址最多到杭州市西湖區(qū)，電話(huà)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(kāi)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(huà)，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(méi)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(jué)，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(lèi)、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。