AI病理醫(yī)生一出馬,刷新目前國際已公布的國內(nèi)外AI輔助宮頸癌篩查的最高水平!
在排陰率高于60%的基礎上,宮頸細胞涂片陰性判讀的正確率高于99%,陽性病變的檢出率超過99.9%;細胞病理醫(yī)生鏡下閱讀宮頸細胞涂片,平均每例要花費6分鐘,而AI識別僅需36秒;通過AI輔助宮頸癌篩查模型判讀速度竟達人工判讀的10倍!
廣州日報全媒體記者從中國生物產(chǎn)業(yè)大會的人工智能輔助宮頸癌篩查研發(fā)成果發(fā)布會上獲悉,金域醫(yī)學與華為技術聯(lián)手取得突破,雙方團隊首次基于病理形態(tài)學,通過深度學習的技術,以病理專家的診斷標準訓練出精準、高效的AI輔助宮頸癌篩查模型。
文/廣州日報全媒體記者何雪華 通訊員張金菊
病理是診斷金標準 但病理醫(yī)生太少了
病理形態(tài)學診斷被醫(yī)學界公認為疾病診斷的“金標準”。
在中山醫(yī)科大學腫瘤醫(yī)院從事臨床細胞學診斷幾十年,國內(nèi)著名細胞學專家梁小曼教授指出,機體出現(xiàn)病變,具體指的是什么?良性還是惡性?程度如何?要靠病理的不同形態(tài)學改變來診斷。
然而,一張病理玻璃片,5000個細胞才合格,多則幾萬個細胞,病理醫(yī)生一個個看下來,一天看100張會累壞,而且非??菰铩R虼?,一名“病理人”,每天看的片90%是陰性的,一看到陽性會興奮,“不是看到人生病興奮,是真的太不容易了”,梁小曼說,這是腦力與體力的雙重高付出。
病理診斷需求量大,卻偏偏碰上病理醫(yī)生緊缺。
梁小曼說,比如像宮頸癌篩查,要細胞學與HPV檢查一起,中國25~65歲的適齡婦女人群超過3.5億人,每3~5年篩查一次,每年就需要篩查7000萬人次,但事實上,從2009年起推廣女性兩癌篩查,10年宮頸癌篩查總數(shù)量僅7000萬人次多一點,人群覆蓋率只有21.4%,也就是說,10年才做到1年的量。
醫(yī)學研究顯示,篩查的人群覆蓋率要達到80%,才能達到降低人群疾病發(fā)病率降低。
疾病篩查能力不足,問題在于我國病理醫(yī)生長期稀缺。傳統(tǒng)顯微鏡下閱片,需要以人的視覺詮釋、知識積累、技能與天分作為基礎,培訓周期往往可長達10年左右。數(shù)據(jù)顯示,目前中國注冊病理醫(yī)生不足2萬人,以每百張床位配備1名~2名病理醫(yī)生的標準計算,其缺口仍高達8萬~10萬人。
AI輔助宮頸癌篩查取得重大突破
“所以,聽說AI病理醫(yī)生研發(fā)取得突破,我是非常興奮的!”梁小曼說,初步看到,“這名”AI病理醫(yī)生可降低一半左右的人工判讀工作量,意味著可將另一半人工與精力,全部投入到提高陽性率判讀上,病理醫(yī)生被抱怨“看得少、看不準、看得慢”的機會也會大減。
梁小曼所說的AI病理醫(yī)生,說的是金域醫(yī)學與華為云合作開發(fā)的AI輔助宮頸癌篩查模型。
每年全世界新增的宮頸癌患者約50萬,中國的發(fā)病率又占到了26%。宮頸癌這種疾病只要早篩查、早治療,它的治愈率、五年生存率就可以大幅度提升。
據(jù)介紹,本次開發(fā)基于歷年4350萬例宮頸細胞學篩查樣本,從中挑選出的近20萬個圖像塊,進行精準標注和AI輔助篩查模型訓練。
首先,由多位病理專家進行標注,確保模型可以對各種病變細胞的形態(tài)進行充分的學習?;谶@些圖像塊級別的標注,AI模型先對樣本進行初步分類,高效區(qū)分陽性細胞密度較高的樣本。
然后,AI模型再進一步對陽性細胞進行精準識別,確保在陽性細胞密度較低的樣本上仍能獲取準確的輔助判讀結果。為確保結果無誤,算法還一并選取一系列可疑的局部視野,交由病理醫(yī)生最終復閱。
目前已用超過20000例樣本數(shù)據(jù)的驗證集,對該AI模型進行了驗證。驗證結果表明,該模型的排陰率為61.9%,陰性片判讀的準確率高于99%,陽性病變的檢出率超過99.9%。這已經(jīng)是目前國際公布的國內(nèi)外AI輔助宮頸癌篩查的最高水平。
成果應用:
距離落地至少還有三至五年
AI病理醫(yī)生開發(fā)成果,可謂數(shù)字化醫(yī)療與精準醫(yī)療的一項重要實踐,為未來精準診斷提供強大支撐。一旦成果落地應用,預期可使病理醫(yī)生進行單次細胞學檢查的工作量減少超過60%,篩查效率大幅提升。通常情況下,細胞病理醫(yī)生鏡下閱讀宮頸細胞涂片,平均每例需要花費6分鐘。而AI識別僅需36秒,判讀速度是人工判讀的10倍。
同時,通過與AI提示的結果進行比對與相互印證,醫(yī)生可以更方便、更準確地作出人工判讀,對病理檢查的質量控制、病理專業(yè)學生的培訓都能帶來有效幫助。
而在更大的社會效益上,未來,一旦AI輔助宮頸癌篩查落地應用和推廣,將可以大幅提升宮頸癌篩查服務覆蓋的人群范圍與服務頻率,使得對適齡婦女人群的篩查質量可以趨近發(fā)達國家的水平,促進宮頸癌早篩早治。
不過,專家也坦言,成果距離落地至少還有三五年時間。
首先,還要繼續(xù)投入更多樣本數(shù)據(jù),對AI模型進行大規(guī)模驗證,同時進行更多的專業(yè)標注以改善模型,在保證敏感性的前提下使其特異性不斷提升,甚至將適應、貼近基層醫(yī)院的試劑耗材與制片水平。
其次,準備啟動CFDA的注冊工作,據(jù)了解目前還沒有很明確的指導流程和周期,“業(yè)界很多分析認為,病理AI、影像AI這樣的醫(yī)療AI,在中國的規(guī)?;瘧霉烙嬓枰?年~5年。”
“AI病理”VS“AI影像”前者更精準
近年來,AI醫(yī)療越來越熱,同屬于輔助診斷領域,AI影像甚至發(fā)展更快,比AI病理更早進入注冊申請流程。那么,AI病理、AI影像,哪個更強?
對此,有細胞病理專家認為AI病理“更難、更精、更缺、更慢”。
因為影像基于黑白、密度、大小、邊緣,而病理多色、到達細胞水平,而不僅僅是輔助診斷“是不是腫瘤”“是不是病變”。
也就是說,AI影像醫(yī)生可以“允許”結論是“這可能是一個癌癥,可能是一個良性腫瘤,可能是一個惡性腫瘤”,而AI病理醫(yī)生不能這樣,要告訴“這是什么,是不是癌,是什么癌”。
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