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醫(yī)療AI研發(fā)有哪些路徑可循

劉志勇

2019年08月18日09:37 來(lái)源:健康報(bào)網(wǎng)

放眼全球,人工智能(AI)方興未艾,醫(yī)療健康成為AI開發(fā)炙手可熱的重要領(lǐng)域。自2018年起,我國(guó)皮膚病學(xué)領(lǐng)域陸續(xù)發(fā)布了多款A(yù)I產(chǎn)品,在醫(yī)療AI研發(fā)的競(jìng)技場(chǎng)上大放異彩。

醫(yī)療AI研發(fā),我們有哪些既有經(jīng)驗(yàn)和路徑可循?近日,記者專訪了中日友好醫(yī)院副院長(zhǎng)崔勇教授,他是中國(guó)人群多維度皮膚影像資源庫(kù)項(xiàng)目(CSID)項(xiàng)目發(fā)起人兼專家組組長(zhǎng),同時(shí)參與了皮膚AI應(yīng)用的研發(fā),從皮膚病學(xué)專業(yè)這個(gè)小切口進(jìn)入,以其為樣本,探討醫(yī)療AI研發(fā)的個(gè)中奧妙。

應(yīng)用場(chǎng)景聚焦提高基層診斷能力

為什么要研發(fā)一款A(yù)I產(chǎn)品?研發(fā)成功后能否落地推廣?崔勇認(rèn)為,AI很火,但在一片火熱中更要對(duì)這些問題保持理性思考。

“我們來(lái)看看它可能是什么!贝抻履贸鲋悄苁謾C(jī),打開他參與研發(fā)的AI皮膚應(yīng)用,用連接在手機(jī)上的便攜式皮膚鏡,對(duì)著記者手部的一顆深色丘疹拍了一張照片,圖像上傳至云端后,這款A(yù)I產(chǎn)品很快給出輔助診斷結(jié)果:良性,可信度98%;前3位最可能疾病包括,色素痣(可信度43%)、血管瘤(可信度43%)、皮膚纖維瘤(可信度14%)。點(diǎn)開每一項(xiàng)可能疾病,都有詳細(xì)的疾病特征及診斷介紹。

2018年,我國(guó)皮膚疾病門診量約2.4億人次,但皮膚病專科醫(yī)生僅有2.8萬(wàn)人,與巨大就診需求相比,皮膚科醫(yī)療資源嚴(yán)重不足。同年,崔勇聯(lián)手互聯(lián)網(wǎng)公司完成的一項(xiàng)針對(duì)1000名各級(jí)醫(yī)院皮膚科醫(yī)生的在線調(diào)查顯示,三甲醫(yī)院醫(yī)生對(duì)皮膚腫瘤良惡性診斷的正確率平均約為70%,而基層醫(yī)院僅約為30%。崔勇說,常見病易誤診,皮膚腫瘤易漏診,罕見病不認(rèn)識(shí),這就是我國(guó)基層皮膚病診斷面對(duì)的嚴(yán)峻現(xiàn)實(shí)。

“我國(guó)皮膚腫瘤的發(fā)病率以每年3%~5%的速度增長(zhǎng),其中黑色素瘤的5年生存率僅48%,而美國(guó)、日本分別達(dá)到93%和67%。除治療藥物療效存在種族和遺傳背景差異外,我國(guó)對(duì)于黑色素瘤的早期診斷不足是主要原因。同時(shí),我國(guó)有銀屑病患者700萬(wàn)人,白癜風(fēng)患者1400萬(wàn)人,對(duì)這些疾病的病程評(píng)估手段不足,缺乏科學(xué)的防控指導(dǎo),嚴(yán)重影響患者身心健康。”崔勇說,CSID專家組研發(fā)皮膚AI的初心,就是從高死亡率的疾病、高發(fā)病率的慢病入手,切實(shí)賦能基層醫(yī)生,提高他們對(duì)于這些皮膚病的診療水平。

崔勇的構(gòu)想遠(yuǎn)不止于此!半S著AI輔助診斷覆蓋病種的增加、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及發(fā)展、覆蓋全國(guó)的?漆t(yī)聯(lián)體建設(shè),未來(lái)完全可以此為基礎(chǔ)構(gòu)建新型遠(yuǎn)程皮膚病學(xué)模式!贝抻卤硎,他們研發(fā)的皮膚AI已在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中取得了不錯(cuò)表現(xiàn),投入基層醫(yī)院使用半年來(lái),輔助診斷了很多早期皮膚腫瘤,目前已開始籌備向國(guó)家監(jiān)管部門正式申報(bào)醫(yī)療器械許可證。

多維度影像大數(shù)據(jù)是研發(fā)基礎(chǔ)

算法和數(shù)據(jù)是AI研發(fā)的兩大要素?煽克惴▋r(jià)值千金,優(yōu)質(zhì)數(shù)據(jù)更是千金難買。

皮膚病學(xué)是依賴形態(tài)學(xué)直觀特征建立的學(xué)科,皮膚影像已經(jīng)成為皮膚病輔助診斷和動(dòng)態(tài)評(píng)估的重要手段。海量且高質(zhì)量的皮膚影像數(shù)據(jù)是AI研發(fā)的基礎(chǔ),但長(zhǎng)期以來(lái),我國(guó)皮膚影像數(shù)據(jù)一直處于“孤島林立”的狀態(tài)。任何一家醫(yī)院積累的數(shù)據(jù),其廣度、豐度、深度都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足以支撐AI開發(fā)。

2017年,崔勇、孟如松等牽頭,聯(lián)合我國(guó)皮膚病學(xué)界專家團(tuán)隊(duì)、互聯(lián)網(wǎng)及數(shù)據(jù)技術(shù)團(tuán)隊(duì),協(xié)同啟動(dòng)了CSID。截至目前,CSID已覆蓋全國(guó)2000多家醫(yī)院,基于相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范,收集了30多萬(wàn)組多維度皮膚影像資源。崔勇說:“多維度也是我們創(chuàng)造的一個(gè)概念,特指每一組數(shù)據(jù)資源都來(lái)自針對(duì)同一處皮損的多種皮膚影像技術(shù),包括皮膚攝影、皮膚鏡、皮膚CT、病理影像等,只有這樣才能獲得完整的皮膚病表型特征!

“數(shù)據(jù)標(biāo)注是AI研發(fā)的另一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)!贝抻抡f。針對(duì)皮膚影像數(shù)據(jù)的深度學(xué)習(xí)會(huì)受到非皮損區(qū)域信息的影響,干擾核心信息的讀取,因此需要專業(yè)人員(主要是專業(yè)醫(yī)生)對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行標(biāo)注,更好地建立特定區(qū)域影像信息與疾病之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系!皩(biāo)注區(qū)域的診斷結(jié)果告訴AI,AI在大量重復(fù)學(xué)習(xí)圖像共性特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,通過算法建立自己的診斷思路,這個(gè)過程就相當(dāng)于將專家的診斷經(jīng)驗(yàn)傳授給AI。”

據(jù)悉,為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)標(biāo)注的規(guī)范化,項(xiàng)目組制定了皮膚病分類分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)并申請(qǐng)專利,將皮膚病分為皮膚腫瘤和非皮膚腫瘤,將皮膚腫瘤分為良性、惡性、交界性3類,每一類又分為多個(gè)不同層級(jí)!坝辛朔诸惙旨(jí)標(biāo)準(zhǔn)才能對(duì)影像數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范標(biāo)注,基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模式對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化皮膚影像大數(shù)據(jù)進(jìn)行深度學(xué)習(xí),才能使AI具備對(duì)特定皮膚病作出分級(jí)分類判斷的能力!贝抻抡f。

研發(fā)和應(yīng)用都離不開專家牽引

目前,崔勇參與研發(fā)的皮膚AI已進(jìn)入2.0版本,能判斷17種皮膚腫瘤的具體類型,皮膚腫瘤良惡性識(shí)別率達(dá)91.2%,疾病類型識(shí)別率達(dá)81.4%!斑@兩個(gè)數(shù)字已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出三甲醫(yī)院皮膚科醫(yī)生的平均診斷水平,如果能在基層進(jìn)行普及推廣,將大大提高基層皮膚科醫(yī)生的診斷水平!贝抻陆榻B,除了用于皮膚腫瘤輔助診斷的AI產(chǎn)品外,基于CSID項(xiàng)目的皮膚AI,還包括針對(duì)白癜風(fēng)、銀屑病的兩款慢病管理AI,“前者為面向醫(yī)生的醫(yī)用級(jí)AI,后兩者可以提供給醫(yī)生、患者分別使用”。

2018年,國(guó)家遠(yuǎn)程醫(yī)療與互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)學(xué)中心皮膚科專委會(huì)、中國(guó)醫(yī)學(xué)裝備人工智能聯(lián)盟皮膚科專委會(huì)聯(lián)合牽頭,建立了包括全國(guó)400家各級(jí)醫(yī)院的皮膚影像中心網(wǎng)絡(luò)!斑@為AI的應(yīng)用推廣打下了組織基礎(chǔ)!贝抻抡f,通過多維度皮膚影像分析管理系統(tǒng)上傳皮膚影像,基層醫(yī)生可以在AI的協(xié)助下出具影像檢查報(bào)告,實(shí)現(xiàn)基層檢查、上級(jí)診斷。

“依托復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院醫(yī)聯(lián)體,皮膚AI應(yīng)用跑了一圈數(shù)據(jù),3個(gè)月時(shí)間里,基層醫(yī)生共調(diào)用了3000多次AI,輔助做出了1萬(wàn)多份影像報(bào)告!贝抻卤硎荆瑢(duì)于構(gòu)建新型遠(yuǎn)程皮膚病學(xué)模式而言,培養(yǎng)具備熟練使用皮膚影像設(shè)備能力的基層醫(yī)務(wù)人員是必由之路。CSID依托全國(guó)皮膚影像中心網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)構(gòu)建了教育和能力認(rèn)證平臺(tái),已培訓(xùn)并認(rèn)證基層醫(yī)院皮膚科醫(yī)生3000多人。

回顧皮膚AI應(yīng)用的研發(fā)歷程,崔勇認(rèn)為,專家主導(dǎo)、技術(shù)協(xié)同、資本融入,應(yīng)該是醫(yī)療AI研發(fā)的可循模式。AI研發(fā)的方向和規(guī)劃,產(chǎn)品的推廣體系建設(shè),都應(yīng)由醫(yī)學(xué)專家從臨床需求的角度出發(fā)來(lái)把握,影像數(shù)據(jù)庫(kù)和影像標(biāo)注的質(zhì)量控制,也必須依靠專家的指導(dǎo)來(lái)完成,“專家團(tuán)隊(duì)的缺乏是目前國(guó)內(nèi)不少AI公司的共同短板”。

不久前,崔勇參與研發(fā)的皮膚AI應(yīng)用成為國(guó)家衛(wèi)生健康委統(tǒng)計(jì)信息中心評(píng)出的“醫(yī)療健康人工智能應(yīng)用落地最佳案例”之一。崔勇說,CSID正在為其他醫(yī)學(xué)AI的研發(fā)提供可參考的協(xié)同模式。

(責(zé)編:林成漢、權(quán)娟)


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