新冠状病毒还没有完全消除,还在持续,人工(gōng)智能(néng)助力医(yī)疗领(lǐng)域与时间赛跑,帮助大众(zhòng)尽快度过疫情。
在疫情持续的这一个多月里,AI抗疫已经成为备受关注热门话(huà)题,诸如AI红外测(cè)温(wēn)、肺炎咨询机器人(rén)、人工智能助力疫苗研发、算法预测新型冠状病毒的全基(jī)因组等案例多次占据科技媒体头条。
最(zuì)近2月28日,百(bǎi)度(dù)飞桨向外界同步了一条新动(dòng)态:连心医疗团(tuán)队基于百度飞桨平(píng)台开发的“基于CT影像的肺炎筛查与(yǔ)病(bìng)情预评(píng)估AI系统”正式上线,可快速检测识别肺炎病灶,为病情(qíng)诊断提供病灶的(de)数量(liàng)、体积、肺部占比等定量评估信息(xī),并(bìng)已经在湖(hú)南郴州湘南学院附属医院投入(rù)使(shǐ)用。
不过深入抗疫一(yī)线、与(yǔ)医(yī)疗(liáo)人员并肩战斗的CT影像(xiàng)智能识别又有所不同,从新冠肺炎“假(jiǎ)阴性”的(de)消息传(chuán)出(chū),到百度飞桨助力连心医疗(liáo)首次开源肺炎CT影像分析模(mó)型,从0到1乃至到N的一幕(mù),再次演绎了互联网(wǎng)的“战疫(yì)”速度。
有(yǒu)感(gǎn)于科(kē)技企(qǐ)业担(dān)当精神(shén)的同时,也产(chǎn)生了一些新的话(huà)题,比如人工智能企业为(wéi)何可以快速给出解决方案,落地应用后(hòu)解决了哪些棘手问题(tí),以及人工(gōng)智能的实(shí)战结果给我们(men)带来了什么(me)样的启示?
争分夺秒的AI“军团(tuán)”
2月3日,武汉(hàn)大学中南医院影像科副主任张笑春发(fā)了一条(tiáo)朋友圈:“别(bié)迷信核酸检测了(le),强烈推(tuī)荐CT影像作(zuò)为目前 2019-nCoV 肺炎主要依据”,并称这是“一个一线影像医生(shēng)的大声(shēng)疾呼!”
2月4日,工信部(bù)发(fā)出了(le)倡议:全国各地(dì)要充(chōng)分发挥人工智能赋能效(xiào)用,协力(lì)抗击新冠肺炎疫(yì)情;2月(yuè)5日,国(guó)家(jiā)卫健委发布了第五版(bǎn)《新型冠状(zhuàng)病毒感染的肺炎诊(zhěn)疗方案》,肺部CT影(yǐng)像(xiàng)被正式(shì)纳入(rù)新(xīn)冠(guàn)肺炎诊(zhěn)断标准(zhǔn)。
大大(dà)小小的人工智能企业(yè),也开始了一场争分夺秒的攻(gōng)坚(jiān)战。
正如文(wén)初提到的一幕,连(lián)心医疗结合百度飞桨开源框架和视觉(jiào)领域技术领先的PaddleSeg开发套件,研发了“基于CT影像的(de)肺炎筛查(chá)与病情预评估AI系统(tǒng)”,并(bìng)将对全国(guó)定点收治(zhì)医院免费开放(fàng),以提高国内基层医(yī)院关于(yú)新(xīn)型(xíng)肺炎的病情诊断和(hé)救治(zhì)能力。
阿里、华为、依图科技、深睿医疗等也先后拿出了解决方案。
比(bǐ)如阿里达(dá)摩院(yuàn)医疗团(tuán)队与浙大一(yī)附院、万里云、长(zhǎng)远佳(jiā)和古珀(pò)医院(yuàn)等多家机(jī)构合作拿到了5000多个CT影像样本,结合新冠肺(fèi)炎患(huàn)者的临床特征,推出了新冠肺炎临床AI诊断(duàn)技术(CT影像),并在(zài)河南(nán)“小汤山”医院里落地(dì)应用。
华为云宣布与华中(zhōng)科技大学、蓝网科(kē)技(jì)等通力协(xié)作,研发(fā)并推出新型冠状病毒肺(fèi)炎AI辅助(zhù)医学影像量化分(fèn)析服务,通过计(jì)算机视觉与医(yī)学影(yǐng)像分析技术,结合临(lín)床信息(xī)和实验(yàn)室结果,辅助医生更高(gāo)效(xiào)、精准地区(qū)分早期、进展期与重症期(qī)患者。
依图科技、深睿医疗、推想科技等创业公司向外界释放了推出可(kě)用于智能(néng)评估新冠(guàn)肺(fèi)炎的AI影(yǐng)像(xiàng)产品的消息,将针对局部性(xìng)病灶(zào)、弥(mí)漫性病变(biàn)、全肺(fèi)受累的各类肺炎疾病(bìng)严重程度(dù)进行分级,继(jì)而精确测算出疾病(bìng)累计的(de)肺炎负荷。
做一个总(zǒng)结(jié)的话,人(rén)工智能(néng)企(qǐ)业在对抗新冠肺炎“假阴性”困境中的快速(sù)应(yīng)对和深度参与,离不开两个关键(jiàn)因素:
其一,CT扫描一次(cì)可以得(dé)到数百张人(rén)体组织截面,而新型冠(guàn)状肺(fèi)炎的在影像上主要表现为(wéi)外带分布、多叶段、磨玻璃间质性(xìng)改变,医生(shēng)可(kě)以将标注好的(de)肺部CT影像交由机器学习,主(zhǔ)动寻找结果和图像之间的关系(xì)。
其二,利用(yòng)CT图像(xiàng)数据进行AI诊断并(bìng)非(fēi)没有先例,美国国(guó)立卫生(shēng)研究院在2018年就(jiù)曾公开10600张(zhāng)CT扫描图像,用于医疗人(rén)工智能算法的开发和测试。同时国内的百度、阿里、华为云(yún)等也在图像(xiàng)识别领(lǐng)域有着(zhe)成熟的神经网(wǎng)络训(xùn)练算法。
诚然,人工智能在CT影像识别中(zhōng)的(de)应用并(bìng)非是“不(bú)可能完成”的任务,甚至说是当下医疗体(tǐ)系(xì)的一种潜在趋势,但发挥出的价值却(què)不该被低估。
AI解(jiě)决了哪些(xiē)问题?
厘(lí)清了人工智能企(qǐ)业迅速备(bèi)战的原因(yīn),再来回答另一个问题:人工智能在这场攻坚战中到底解(jiě)决了哪些(xiē)棘手(shǒu)问题?
首先(xiān)是时间上(shàng)的对比。
以CT影像的量化评(píng)估为(wéi)例(lì),现在大多数医护人员采(cǎi)用的是手工勾画ROI的方法,类似于PS中的手动(dòng)描边和抠图,每个患者(zhě)需要勾画三(sān)四(sì)百张(zhāng)的CT影像(xiàng),往(wǎng)往需要五六个小时的时间才能(néng)完(wán)成。而一位患(huàn)者(zhě)从入院观察(chá)到(dào)治愈出院(yuàn),一般需要(yào)拍摄四次左(zuǒ)右的CT影(yǐng)像,相关医生的工作量可想而知。
特别(bié)是在湖北(běi)等疫(yì)情高发的地区,耗时如此之长的CT影像量化工作,不仅让(ràng)一线的医(yī)疗人员置于高负荷的工作状态中,也在一定程度上耽搁了诊(zhěn)断效率。
从(cóng)几家(jiā)人工智能(néng)企业给出的结果来看,确诊时间(jiān)被压缩到(dào)了几秒到几十(shí)秒之间。诸(zhū)如依图(tú)科技、华为云等公(gōng)司专注于CT影像(xiàng)量化(huà)评估工作(zuò),阿里达摩(mó)院、连心医疗则给出了一整套的方案,包(bāo)括CT影像的病灶检测、病灶轮廓勾画、双肺密度分(fèn)布(bù)直方图及(jí)肺部病灶的数量、体积、肺部占比等全(quán)套定量指(zhǐ)标的计算与展示(shì)。
其次(cì)是生产力的对比(bǐ)。
疫区(qū)的医生或(huò)许可以凭借繁多(duō)的病(bìng)例“熟能生巧”,花上(shàng)5—10分钟的时间就能(néng)从CT影(yǐng)像中(zhōng)确定患者(zhě)的(de)病情。可对于非疫区的医生而言,由于接诊相关病历的(de)经验(yàn)少,在确诊过(guò)程中经常(cháng)会(huì)举棋不定,直到核酸(suān)检测显示阳性后(hòu)才敢确诊,其中犹豫和(hé)等(děng)待的时间,可能(néng)已经造成交(jiāo)叉感染乃至是家庭聚集性发病。
同时(shí)高压的工作状态也(yě)在(zài)考验医生(shēng)的心理素质,每一份签名确诊报告的背后,通常意味着几十(shí)个紧密接触者的隔离收治,既是一种责任,也是心理上(shàng)犹豫(yù)。
至少人工智(zhì)能在CT影像诊断中的(de)应(yīng)用,已经(jīng)在某种程度上拉平了因为经验不(bú)同导致的生产力差异,即便(biàn)是没有接触过肺(fèi)炎病(bìng)例的医生,也可以(yǐ)根据(jù)AI的(de)诊断结果进行科学判定,然后以一种可观的依据增强医生(shēng)们的诊断信心。
值得一提的是,连心(xīn)医疗采(cǎi)用的深度学习算法模型充分训练了(le)所收集到的高分(fèn)辨率和低(dī)分辨率的CT影像(xiàng)数据,可以适应不同等级CT影像设备(bèi)采集(jí)的检查数据,哪怕是医疗资源受(shòu)限(xiàn)的基层医院,也(yě)可以在肺炎辅助预(yù)诊断工具的帮助下进行确诊,进一(yī)步提(tí)升(shēng)了基层医生的诊断和评估效(xiào)率(lǜ)。
被验(yàn)证的“通用技术(shù)”
人(rén)工智能在CT影像辅(fǔ)助诊断中的价值已然被验证,同时被验证的还有人工(gōng)智(zhì)能(néng)作为(wéi)“通用技术”的属性。
按照(zhào)百度(dù)CTO王海峰的观点,“通用技术”指的是与机(jī)械技术、电气技术和(hé)信息技术一(yī)样,具备标准化、自动(dòng)化和模块化(huà)的特(tè)征,也是进入工业大(dà)生产(chǎn)阶段的基(jī)本(běn)前提。至少AI在CT图像(xiàng)智能诊断系统的(de)应用中,不难找到(dào)“通用性(xìng)”的一(yī)面。
一个直接(jiē)的例子(zǐ),当新型(xíng)冠(guàn)状肺炎的疫(yì)情结束后,那些战斗在一(yī)线的医务工作者,势必会重新(xīn)审(shěn)视(shì)AI这(zhè)个“新战友”,进而延(yán)伸出(chū)更(gèng)加(jiā)广泛的应用,比(bǐ)如同样(yàng)的技(jì)术被应用于肝癌、肺癌等(děng)病情的早期筛查,毕竟这些病历同样(yàng)需要在几百张影像中找到病(bìng)变(biàn)的组(zǔ)织,并对它的良恶性做出准(zhǔn)确的判断。
只是这(zhè)样的话题似乎(hū)并不新鲜,早(zǎo)在2016年就有“人工智能+医(yī)疗影像”元年的说法,图像识别(bié)在(zài)医疗中的应用渐渐兴起,这次(cì)疫情中崭露(lù)头角的推想科技(jì)、连心医(yī)疗等均诞生于这一年。尽管在过去几年中,这(zhè)些企业很(hěn)少被外界(jiè)所关注,以至于在资本市场都有些(xiē)寒冬(dōng)的味道,但(dàn)经此一“疫(yì)”后大概率会迎来新的风口。
何况(kuàng)人工智能行业的协作方(fāng)式也在发生转变,进一步(bù)为医疗垂直(zhí)领域(yù)的布道者(zhě)们(men)提供了(le)新的(de)机会窗(chuāng)口。
以(yǐ)连心医疗(liáo)为例,在创立(lì)之(zhī)初(chū)主要提供肿瘤数据平台搭(dā)建和(hé)医疗数据分析,涉(shè)及医疗(liáo)影像处理、分(fèn)割、配准等(děng)等(děng)。但(dàn)在CT影像的攻坚战中,连心(xīn)医疗选择在自身数据(jù)优势的基础上,基于(yú)百度(dù)飞桨平台快速开发上(shàng)线了基(jī)于CT影像的肺炎筛查与病情预评估(gū)AI系(xì)统并对(duì)全国定(dìng)点(diǎn)收治医(yī)院免(miǎn)费开放,为抗击疫(yì)情贡献一己之力(lì)的(de)同时,也给(gěi)出了医疗服务升级的新思(sī)路:
以往医疗机构想(xiǎng)要开发肺炎CT影像(xiàng)智能诊断类的(de)应用,需(xū)要找到某家科技(jì)公司(sī)进行联合开(kāi)发,其中的门槛和成本不言而(ér)喻。如今却可以在百度飞(fēi)桨(jiǎng)的EasyDL图像(xiàng)分割(gē)模型中,直接选择“肺炎(yán)CT影像识别专用算法”,只需要少量的数据训(xùn)练(liàn)即可获得基于实际(jì)场景(jǐng)进一步优化(huà)的模型,以及可灵活支持多种部署形式、可即用的(de)模型服务。
沿循这样的逻辑,不(bú)排除诞生AI应用新范式(shì)的可能。百度飞桨就(jiù)像是AI服务的“模型商店”,连心(xīn)医疗这(zhè)样的开发者打(dǎ)造上(shàng)线了各种各(gè)样的“模型”,全球(qiú)范围内(nèi)的医疗(liáo)机构们可(kě)以在(zài)“商(shāng)店”中找到自己需(xū)要的(de)“模型(xíng)”,简单的适(shì)配就可以落地应用。
可以笃定(dìng)的是(shì),一旦这样的逻辑被跑通后,注定不会局限在医疗领域,不断向工业制造(zào)、市场营(yíng)销、农业生产等(děng)领域(yù)延(yán)伸,又一次印证了王海峰关于“深度学习推动AI进入工业(yè)大(dà)生产阶段”的观点(diǎn)。
麦肯锡喜欢用(yòng)“灯塔工厂”来定(dìng)义在第四次工业革命做出全(quán)球表率(lǜ)的企业,借鉴这样的说法,在时间和生产力做出示范(fàn)的AI诊断,何尝(cháng)不是医疗领域(yù)的“灯(dēng)塔工厂”。
也就不难理(lǐ)解阿里、百度(dù)、华为以及人工智(zhì)能创业(yè)们在这场费用疫(yì)情中与病(bìng)毒“赤膊奋战”的勇气,担当和情怀只是(shì)其(qí)一,为医疗行(háng)业(yè)建造(zào)一座“灯塔”,用数据和(hé)技术重新定义(yì)医疗,无疑是同(tóng)样重要的事(shì)。
有理由相(xiàng)信,AI在一线与时间赛(sài)跑、与疫情赛跑(pǎo)的(de)挑战背后,也将是AI在医疗领域规(guī)模化落地的序章(zhāng)。