發(fā)布日期：2019-05-21
今日，在《自然·醫(yī)學(xué)》（Nature Medicine）最新上線(xiàn)發(fā)表的一篇論文中，谷歌健康研究部門(mén)和美國(guó)西北大學(xué)醫(yī)學(xué)院等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們合作帶來(lái)一款人工智能（AI）系統(tǒng)——它能夠根據(jù)胸部CT掃描，對(duì)惡性肺結(jié)節(jié)進(jìn)行檢測(cè)分析，從而對(duì)肺癌進(jìn)行早期診斷。與放射醫(yī)學(xué)專(zhuān)家相比，它的準(zhǔn)確性甚至要更為優(yōu)越！
肺癌目前是全世界發(fā)病率和死亡率最高的癌癥，也是中國(guó)癌癥患者的頭號(hào)殺手。大規(guī)模臨床試驗(yàn)表明，胸部低劑量CT掃描可以發(fā)現(xiàn)肺癌的重要特征，將死亡率降低20%~43%，這是肺癌篩查的首選方式。
然而精準(zhǔn)地檢出結(jié)節(jié)是一個(gè)挑戰(zhàn)——篩查方法錯(cuò)誤率很高，因此實(shí)用性有限?？紤]到還有其他臨床因素的影響，許多肺癌在發(fā)現(xiàn)時(shí)已是晚期，難以有效治療。如何提高肺癌早期診斷的準(zhǔn)確性，是科學(xué)家們想要讓AI充分發(fā)揮優(yōu)勢(shì)來(lái)解決的問(wèn)題。
（圖片來(lái)源：pixabay）為此，谷歌的AI科學(xué)家們開(kāi)發(fā)了一種深度學(xué)習(xí)模型。這是一種通過(guò)實(shí)例來(lái)教會(huì)計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)的AI技術(shù)。
研究人員使用了來(lái)自近1.5萬(wàn)名患者的4萬(wàn)多張CT掃描圖像訓(xùn)練AI，其中有近600名患者在一年內(nèi)經(jīng)活檢證實(shí)患有癌癥。
“放射科醫(yī)生一般會(huì)在單次CT掃描中檢查數(shù)百?gòu)埗S橫截面，但我們讓新的機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)在一個(gè)巨大的三維圖像中觀察肺部。”這項(xiàng)研究的共同作者，西北大學(xué)的Mozziyar Etemadi教授介紹。
可疑肺結(jié)節(jié)的生長(zhǎng)速度是惡性腫瘤的重要指示，為了讓AI在無(wú)人類(lèi)參與的情況下學(xué)會(huì)預(yù)測(cè)肺結(jié)節(jié)的惡性程度，研究者在訓(xùn)練AI時(shí)不僅準(zhǔn)備了患者初次確診時(shí)的CT掃描作為輸入，還使用了更早之前的CT掃描進(jìn)行比對(duì)。“AI不僅要看當(dāng)前的CT掃描，還要比對(duì)先前的掃描結(jié)果，因此理論上講，這是一種‘4D’掃描。” Etemadi教授補(bǔ)充。
▲本研究中訓(xùn)練AI的示意圖（圖片來(lái)源：參考資料[1]）在6716個(gè)測(cè)試病例中，這套深度學(xué)習(xí)模型的準(zhǔn)確性接受了檢驗(yàn)。結(jié)果顯示，它能夠以94%的準(zhǔn)確率發(fā)現(xiàn)極小的惡性肺結(jié)節(jié)。
同時(shí)，AI與六名平均有8年臨床經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)師進(jìn)行了“較量”，表現(xiàn)亮眼。在有先前CT掃描圖像的情況下，AI系統(tǒng)與放射科醫(yī)生的成績(jī)不相上下。而在無(wú)先前CT掃描圖像的情況下，AI的表現(xiàn)甚至超越所有6位放射醫(yī)學(xué)專(zhuān)家，假陽(yáng)性減少11%，假陰性減少5%。高靈敏度和低漏檢率意味著，如果在臨床環(huán)境使用，可以減少不必要的隨訪(fǎng)帶來(lái)的額外負(fù)擔(dān)，同時(shí)更少錯(cuò)過(guò)腫瘤。
盡管作者提醒說(shuō)，這一模型還需要經(jīng)過(guò)大規(guī)模的臨床驗(yàn)證，但這一發(fā)現(xiàn)仍展現(xiàn)了改善肺癌患者管理和預(yù)后的希望。以AI強(qiáng)大的學(xué)習(xí)能力，我們期待經(jīng)過(guò)臨床驗(yàn)證，這樣的系統(tǒng)可以早日輔助醫(yī)生評(píng)估肺癌篩查，為患者盡早擒拿肺癌這一殺手。
來(lái)源：學(xué)術(shù)經(jīng)緯
