AI診斷：準(zhǔn)確且從容

邱林

人工智能（AI）在醫(yī)療診斷方面的應(yīng)用剛走上軌道，就引發(fā)了該領(lǐng)域的一場(chǎng)變革。它不僅能夠準(zhǔn)確診斷一些疾病，還可以化解患者的尷尬，讓他們從容地接受醫(yī)療檢測(cè)。

最新研究表明，AI可以針對(duì)一些疾病實(shí)現(xiàn)基于圖像的快速、準(zhǔn)確診斷，達(dá)到自動(dòng)化診斷和快速分診的目的。尤其是對(duì)于數(shù)量多且煩瑣的初診篩查工作，AI診斷不僅判斷更準(zhǔn)確、應(yīng)用更廣泛，而且可以起到釋放醫(yī)療專家資源的作用。

從增效變?yōu)閯傂?/h3>

據(jù)德國(guó)《法蘭克福匯報(bào)》報(bào)道，新冠肺炎疫情在意大利暴發(fā)后，一家名為暢想科技的德國(guó)公司派出技術(shù)人員，驅(qū)車經(jīng)過(guò)阿爾卑斯山腳下的德意邊境前往羅馬，在那里的醫(yī)院部署新冠肺炎CT人工智能檢測(cè)系統(tǒng)。

暢想科技是一家AI醫(yī)療公司，主要利用AI進(jìn)行醫(yī)療影像診斷，即AI閱片。針對(duì)新冠肺炎疫情，雖然核酸檢測(cè)是最佳標(biāo)準(zhǔn)，但由于等待時(shí)間長(zhǎng)、試劑盒不足等原因，CT成為重要的早期篩查及輔助診斷工具。

AI閱片有兩大作用：一是幫助醫(yī)生發(fā)現(xiàn)微小的病灶，二是快速得出量化指標(biāo)。通俗地說(shuō)，醫(yī)生拿到一張CT片子，需要從上到下、從左到右非常仔細(xì)地查看，發(fā)現(xiàn)結(jié)節(jié)、陰影等病灶后還要手動(dòng)測(cè)量面積，耗時(shí)耗力，這在醫(yī)療領(lǐng)域?qū)儆凇芭K活累活”。AI閱片能夠簡(jiǎn)化這一過(guò)程，且效果顯著。

暢想科技此前一直在研究針對(duì)肺部的影像檢測(cè)，因此其新冠肺炎輔助篩查系統(tǒng)是從已有的肺部檢測(cè)系統(tǒng)迭代而來(lái)，可以比較快地投入使用。暢想科技將AI閱片系統(tǒng)部署在德國(guó)一些醫(yī)院的影像科室，它能在幾分鐘內(nèi)判斷患者感染病毒的概率，并在第一時(shí)間采取隔離措施。這避免了等待醫(yī)生閱片的患者在醫(yī)院內(nèi)移動(dòng)造成其他人員感染的風(fēng)險(xiǎn)。

新冠肺炎疫情在全球肆虐的同時(shí)，為AI閱片技術(shù)提供了發(fā)揮的空間。對(duì)于主攻醫(yī)療應(yīng)用的AI科技公司來(lái)說(shuō)，這稱得上“危中有機(jī)”。

在暴發(fā)大規(guī)模傳染病的背景下，時(shí)間就意味著生命。因此，AI閱片從醫(yī)療診斷的增效工具變成了剛需工具。除了德國(guó)，中國(guó)、美國(guó)、日本、英國(guó)等國(guó)家的醫(yī)療機(jī)構(gòu)也采用了輔助新冠肺炎CT檢測(cè)的AI閱片系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的構(gòu)建需要大量數(shù)據(jù)，這也是為什么它從構(gòu)建到投入使用需要約半個(gè)月的時(shí)間?？萍脊颈仨毰c醫(yī)院配合，讓AI系統(tǒng)通過(guò)足夠多的新冠肺炎病人的CT影像充分學(xué)習(xí)，從而達(dá)到一定的準(zhǔn)確率。

擊敗了眼科專家

據(jù)英國(guó)《新科學(xué)家》雜志報(bào)道，由于需要輸入大量的數(shù)據(jù)以及較長(zhǎng)的學(xué)習(xí)過(guò)程，AI在醫(yī)療診斷方面的應(yīng)用2019年剛剛走上軌道。其第一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域是眼科疾病診斷。糖尿病視網(wǎng)膜病變是一種危及眼睛的并發(fā)癥。印度科研人員開(kāi)發(fā)的AI軟件可以準(zhǔn)確解讀視網(wǎng)膜眼底成像照片，從而幫助醫(yī)院實(shí)施大規(guī)模篩查，檢測(cè)出視網(wǎng)膜病變患者。

這種AI軟件可以對(duì)患者進(jìn)行分類，確定每個(gè)患者的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。其算法基于對(duì)14萬(wàn)張圖片的解讀，使AI系統(tǒng)得到有效的訓(xùn)練，其靈敏度和準(zhǔn)確率均達(dá)到要求，能夠比肩甚至超越訓(xùn)練有素的眼科專家。在醫(yī)療實(shí)踐中，眼科專家對(duì)于視網(wǎng)膜病變的診斷準(zhǔn)確率約為90%，而AI軟件的診斷準(zhǔn)確率超過(guò)95%。

顯然，利用AI軟件對(duì)視網(wǎng)膜病變進(jìn)行初期診斷具有巨大的應(yīng)用前景。美國(guó)艾奧瓦州的IDX公司也設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一款檢測(cè)糖尿病視網(wǎng)膜病變的AI算法，其診斷準(zhǔn)確率達(dá)到92%，超過(guò)眼科專家的平均水平。

《新科學(xué)家》指出，AI在視網(wǎng)膜病變?cè)\斷方面擊敗了眼科專家和驗(yàn)光師。因此，這成為首個(gè)讓AI顯露身手的醫(yī)療診斷領(lǐng)域，也標(biāo)志著AI的醫(yī)療應(yīng)用邁出了重要一步。

手機(jī)拍照可預(yù)診

據(jù)《新科學(xué)家》報(bào)道，德國(guó)海德堡大學(xué)的研究人員證實(shí)，經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的AI系統(tǒng)可以基于皮膚鏡檢查圖像識(shí)別黑色素瘤等皮膚病。研究表明，AI利用軟件算法診斷皮膚病可以達(dá)到90%的準(zhǔn)確率，比皮膚科醫(yī)生診斷的平均準(zhǔn)確率高10%。德國(guó)醫(yī)療機(jī)構(gòu)已開(kāi)始利用AI實(shí)現(xiàn)皮膚病診斷自動(dòng)化。

《新科學(xué)家》指出，這是AI繼眼科疾病診斷之后的又一醫(yī)療診斷應(yīng)用。除了德國(guó)，其他國(guó)家的一些公司也在皮膚病診斷領(lǐng)域推動(dòng)AI的應(yīng)用。荷蘭SkinVision公司開(kāi)發(fā)的AI診斷系統(tǒng)最為實(shí)用：通過(guò)分析智能手機(jī)拍攝的照片就能診斷皮膚癌等疾病，并且能夠給患者劃分風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。這意味著患者免去了趕往醫(yī)院的麻煩，在家里拍張照片發(fā)送給醫(yī)院，就能實(shí)現(xiàn)皮膚病的預(yù)診。

SkinVision公司的這套系統(tǒng)來(lái)之不易：利用來(lái)自多個(gè)國(guó)家的3萬(wàn)名用戶提供的13萬(wàn)張照片對(duì)AI系統(tǒng)進(jìn)行算法訓(xùn)練;再由歐洲頂尖的皮膚科醫(yī)生對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行指導(dǎo)和調(diào)整。實(shí)驗(yàn)證明，該AI系統(tǒng)對(duì)皮膚癌的診斷準(zhǔn)確率超過(guò)90%。目前荷蘭多家醫(yī)院的皮膚科都引入了該系統(tǒng)。

化解患者的尷尬

據(jù)美國(guó)《大眾科學(xué)》雜志報(bào)道，美國(guó)斯坦福大學(xué)的研究人員開(kāi)發(fā)出一套根據(jù)人體排泄物確定健康及疾病指標(biāo)的系統(tǒng)。這套以AI為核心的系統(tǒng)名為AI馬桶，可以加裝在普通馬桶上，針對(duì)受測(cè)者進(jìn)行檢測(cè)。

在醫(yī)療領(lǐng)域，人體排泄物是能夠反映健康狀況的重要物質(zhì)，但在臨床上很難對(duì)它實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期、持續(xù)的監(jiān)測(cè)。即使在偶爾的抽檢過(guò)程中，也會(huì)給醫(yī)療人員造成不便，并令患者感到局促和尷尬。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，斯坦福大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)借助AI系統(tǒng)，力求實(shí)現(xiàn)對(duì)人體排泄物的“非侵入式檢驗(yàn)”。AI馬桶集成了壓力傳感器、運(yùn)動(dòng)傳感器、試紙和攝像頭等。其中，試紙可以針對(duì)多項(xiàng)生物標(biāo)記物進(jìn)行定性和定量分析，包括紅細(xì)胞、膽紅素、蛋白質(zhì)、亞硝酸鹽、酮、葡萄糖、酸堿值和白細(xì)胞，等等。

當(dāng)一名患者使用AI馬桶時(shí)，會(huì)觸發(fā)系統(tǒng)的紅外運(yùn)動(dòng)傳感器，試紙會(huì)自動(dòng)伸出。約60秒后，試紙自動(dòng)收縮回系統(tǒng)中進(jìn)行病理分析。在這個(gè)過(guò)程中，攝像頭會(huì)拍攝視頻，進(jìn)行實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)分析后將數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸至云端。檢測(cè)過(guò)程結(jié)束后，試紙自動(dòng)脫落，棄置于馬桶中?？紤]到環(huán)保因素，試紙采用水溶性多糖材料制成，并非傳統(tǒng)的塑料。

據(jù)美國(guó)《舊金山紀(jì)事報(bào)》報(bào)道，斯坦福大學(xué)的研究人員指出，對(duì)人體排泄物的分析結(jié)果可用于癌癥等重大疾病的臨床診斷。“可能有人認(rèn)為這項(xiàng)發(fā)明難登大雅之堂，但它能給成千上萬(wàn)的患者帶來(lái)便利，化解他們的尷尬，讓他們能夠無(wú)比從容地接受排泄物醫(yī)療檢測(cè)。”該項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人詹姆斯·格林博士表示。

研究人員專門邀請(qǐng)了全美范圍內(nèi)的6位泌尿科和腸道科專家，請(qǐng)他們幫忙建立人體排泄物分析指標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)，再將其轉(zhuǎn)化為AI系統(tǒng)程序，從而教會(huì)AI馬桶對(duì)指標(biāo)進(jìn)行確定和分析。

與斯坦福大學(xué)有合作關(guān)系的美國(guó)醫(yī)院目前都安裝了AI馬桶，用于對(duì)相關(guān)患者進(jìn)行排泄物檢測(cè)。患者只需要完成一次如廁的過(guò)程，就可以提供醫(yī)生所需的所有病理學(xué)指標(biāo)。

作為能夠?qū)Χ嗝颊邔?shí)施檢測(cè)的AI馬桶，如何建立每個(gè)用戶的個(gè)性化健康檔案呢？這對(duì)于AI系統(tǒng)來(lái)說(shuō)不是問(wèn)題——研究人員在馬桶的沖水按鈕中嵌入了一套指紋識(shí)別系統(tǒng)。每當(dāng)系統(tǒng)判定患者如廁結(jié)束，沖水按鈕上就會(huì)亮起綠色提示燈?；颊哂弥颁浫脶t(yī)院身份識(shí)別系統(tǒng)的那根手指按下按鈕，系統(tǒng)就會(huì)確認(rèn)他的身份。

詹姆斯·格林表示，AI馬桶需要通過(guò)大規(guī)模的臨床檢測(cè)加以評(píng)估，系統(tǒng)本身也需要根據(jù)患者群體的排泄物基線數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化。關(guān)于隱私問(wèn)題，他表示，患者的相關(guān)數(shù)據(jù)被安全地儲(chǔ)存在云端，并安全地發(fā)送給醫(yī)護(hù)工作者。

編輯：姚志剛 winter-yao@163.com