編譯：橡樹_hiangsug、蔣寶尚

能“看圖”識別影像，更能“識字”讀懂病例，AI真的學會了這項技能。

2月12日，科研期刊《自然·醫(yī)學》(Nature Medicine)在線刊發(fā)題為《使用人工智能評估和準確診斷兒科疾病》的醫(yī)療人工智能成果。

 

 

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41591-018-0335-9

根據(jù)依圖科技官方介紹，該成果由依圖醫(yī)療聯(lián)合廣州市婦女兒童醫(yī)療中心等機構(gòu)共同研發(fā)，基于機器學習的自然語言處理(NLP)技術(shù)實現(xiàn)不輸人類醫(yī)生的強大診斷能力，并具備多場景的應用能力。

具體來說，這是一套常見兒童疾病的診斷系統(tǒng)，名為輔診熊。小至流感大至腦膜炎，這套AI系統(tǒng)都可以通過分析患者的癥狀、病史、化驗結(jié)果及其他臨床數(shù)據(jù)對患者的病情進行準確地診斷。

意義重大!

因為，對病人來說，最怕的不是得病而是誤診。畢竟，不能對癥下藥，就是華佗在世也束手無策。

有數(shù)據(jù)記載，在全世界，每年都有大量的患者被誤診。

雖然醫(yī)生們努力通過系統(tǒng)化診病流程來降低誤診率，但這一方法依舊治標不治本，醫(yī)生的主觀偏差仍然會影響診斷結(jié)果。

該系統(tǒng)的準確率很高，且該系統(tǒng)未來有望幫助醫(yī)生診斷更加復雜罕見的疾病。

大規(guī)模數(shù)據(jù)集加持

總的來說，該系統(tǒng)基于近18萬名連續(xù)訪問兒科醫(yī)院18個月的中國患者的醫(yī)療記錄。

“深度學習”是加速革新醫(yī)療保健行業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)，數(shù)據(jù)的數(shù)量和質(zhì)量又是模型建立成敗的關(guān)鍵。中國不僅有龐大的人口基數(shù)，而且數(shù)字信息的使用規(guī)范還沒有那么嚴苛，這使得中國科技公司和研究人員更容易獲得用于訓練“深度學習”的數(shù)據(jù)集。

特朗普在本周一簽署了“美國人工智能倡議”，以促進人工智能在美國政府、學術(shù)界和工業(yè)界的發(fā)展。政令明確指出，政府將鼓勵聯(lián)邦機構(gòu)和大學共享推動自動化系統(tǒng)發(fā)展的數(shù)據(jù)。

醫(yī)療數(shù)據(jù)的缺乏一直是美國發(fā)展人工智能的一道門檻。在中國，研究人員在公立醫(yī)院相對容易獲取足以訓練人工智能系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，但同樣的事情在美國卻沒那么容易。

“美國的醫(yī)生則需要到許多不同的地方(獲取數(shù)據(jù))，” Weill Cornell醫(yī)學中心臨床放射學副教授、MD.ai(為AI研究人員提供數(shù)據(jù)標注服務)的聯(lián)合創(chuàng)始人George Shih博士講道，“而且沒有一家醫(yī)院的檢測設備是一樣的，我們還必須保證數(shù)據(jù)是完全匿名的……就算我們獲得了原始數(shù)據(jù)，后續(xù)的工作量仍然十分龐大。”

技術(shù)關(guān)鍵—神經(jīng)網(wǎng)絡

深度學習在這幾年得到了飛速發(fā)展，重塑了互聯(lián)網(wǎng)服務、消費電子產(chǎn)品和無人駕駛汽車，而現(xiàn)在它正大踏步邁進全新的領(lǐng)域——醫(yī)療健康。目前，谷歌在內(nèi)的許多團隊正在開發(fā)電子健康記錄系統(tǒng)，以供診斷骨質(zhì)疏松癥、糖尿病、高血壓和心力衰竭等疾癥。

類似的技術(shù)也被應用于自動檢測X光、核磁共振成像和眼部掃描圖像呈現(xiàn)出的疾病跡象。

談及這些新興系統(tǒng)的本質(zhì)，其實要歸功于神經(jīng)網(wǎng)絡。神經(jīng)網(wǎng)絡是一種人工智能技術(shù)，它可通過分析海量數(shù)據(jù)進行自主學習，輸出決策。換言之，神經(jīng)網(wǎng)絡正大舉助力各行各業(yè)，從醫(yī)療保健到無人駕駛汽車，甚至是軍事應用領(lǐng)域都有它的一份功績。

通過這項技術(shù)，加州大學圣地亞哥分校眼科遺傳學主任張康博士建立了可以分析出血、病變和其他糖尿病失明跡象的眼部掃描系統(tǒng)。理想情況下，這套系統(tǒng)可以為患者建立起第一道防線，而且可以幫助醫(yī)生對來訪者進行初步的篩選，檢查出需要特別關(guān)注的患者。

張博士和他的同事已經(jīng)成功將系統(tǒng)升級，現(xiàn)在的系統(tǒng)不止可以識別圖像，還可以識別文本數(shù)據(jù)模式。“未來，醫(yī)生們將節(jié)省下更多時間完成自己的本職工作。”張博士講道。

 

 

人工智能系統(tǒng)診斷兒科疾病流程

“有時候，醫(yī)生在診斷時無法考慮到所有的可能性”他繼續(xù)講道，“但這套系統(tǒng)可以提供‘抽查’功能，確保醫(yī)生不會錯過任何信息。”

除診斷系統(tǒng)外，張博士開發(fā)了一套實驗系統(tǒng)。實驗系統(tǒng)分析了中國廣州婦女兒童醫(yī)療中心近60萬患者的電子病歷，將常見的病情與醫(yī)生、護士和其他技術(shù)人員收集的患者詳細信息聯(lián)系在一起。

首先，專家們對患者的就診記錄一一注釋，對識別疾病相關(guān)的信息打上相對應的標簽。系統(tǒng)接下來將分析這些標注好的數(shù)據(jù)。

然后，將這些標注好患者病癥的數(shù)據(jù)集輸入神經(jīng)網(wǎng)絡。不久后，神經(jīng)網(wǎng)絡將自己建立起書面記錄和觀察癥狀間的關(guān)系，模型訓練完成。

準確率超人類

在對未標記的數(shù)據(jù)進行測試時，該軟件的表現(xiàn)可以與經(jīng)驗豐富的醫(yī)生相媲美：醫(yī)生在診斷哮喘方面的準確率從80%到94%不等，該軟件的準確率已超過90%。

 

 

人工智能和醫(yī)生團隊在兒科疾病診斷水平的比較

在診斷胃腸疾病時，醫(yī)生的準確率為82%至90%，而該系統(tǒng)準確率為87%。

在特定的情況下，神經(jīng)網(wǎng)絡可以非常強大，它能夠識別人類永遠無法識別的數(shù)據(jù)模式。但至于為什么神經(jīng)網(wǎng)絡做出了這些決定、他們到底是如何自學這類問題，就連專家也無法解釋得清。

因此，為獲得醫(yī)生和患者的信任，專家表示張博士的這套系統(tǒng)仍需進行更大范圍的臨床測試。

 

 

診斷50余種兒科常見疾病的準確性均超過85%

“醫(yī)學是一個非常嚴謹?shù)难芯款I(lǐng)域，”佛羅里達大學醫(yī)療保健行業(yè)的深度學習研究員Ben Shickel說道， “人命關(guān)天，沒有人會隨意擺出一個不知道內(nèi)部構(gòu)造的黑箱子供醫(yī)生或患者使用。”

盡管將深度學習系統(tǒng)大規(guī)模部署在急診室和診所還很遙遠，但仍有一些項目有著可喜的進展：谷歌目前正在印度南部的兩家醫(yī)院進行眼科掃描系統(tǒng)的臨床試驗。

張博士說，基于深度學習的診斷工具更有可能在美國以外的國家蓬勃發(fā)展，尤其是在像中國和印度這樣醫(yī)生較為稀缺的國家。

張博士及其同事建立的系統(tǒng)得益于廣州醫(yī)院收集的海量數(shù)據(jù)。相較來看，美國普通醫(yī)院規(guī)模較小，而且法律法規(guī)對于數(shù)據(jù)的收集和使用十分嚴苛，所以從美國醫(yī)院收集來的數(shù)據(jù)集通常規(guī)模非常小。

張博士補充道，他和同事在未來研究中必將保護患者的隱私。但他不得不承認，中國的研究人員在收集和分析這類數(shù)據(jù)時可能更具優(yōu)勢。

相關(guān)報道：

https://www.nytimes.com/2019/02/11/health/artificial-intelligence-medical-diagnosis.html

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