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“智醫(yī)療 至健康”,“騰訊覓影” AI 輔診準(zhǔn)確率高達(dá) 90%

2019-05-24
關(guān)鍵詞: AI 騰訊 大數(shù)據(jù)

  2019騰訊全球數(shù)字生態(tài)大會(huì)將于5月21日-5月23日在昆明滇池國(guó)際會(huì)展中心召開(kāi)。5月22日上午,以“智醫(yī)療 至健康”為主題的智慧醫(yī)療專(zhuān)場(chǎng)重磅開(kāi)啟。

  隨著醫(yī)療行業(yè)融入更多大數(shù)據(jù)、人工智能、傳感技術(shù)等高科技,醫(yī)療服務(wù)正走向真正意義的智能化,并快步走進(jìn)尋常百姓的生活。AI醫(yī)學(xué)影像分析、AI輔助診斷、AI運(yùn)動(dòng)視頻分析、AI病理分析等創(chuàng)新技術(shù),正在不斷開(kāi)拓智慧醫(yī)療的新邊界,更優(yōu)質(zhì)、高效、安全的醫(yī)療逐漸實(shí)現(xiàn)。

  自2017年8月發(fā)布以來(lái),騰訊覓影在病種上不斷突破、在服務(wù)上不斷優(yōu)化、在價(jià)值上不斷提升,已累計(jì)輔助醫(yī)生閱片2.7億張,服務(wù)近160萬(wàn)患者,提示高風(fēng)險(xiǎn)21萬(wàn)次。與此同時(shí),騰訊積極參與和推進(jìn)食管癌、胃癌、肺癌等癌癥的早期公益篩查工作,助力健康中國(guó)建設(shè)。

  騰訊 AI Lab 持續(xù)為“騰訊覓影”提供技術(shù)支持,此次實(shí)驗(yàn)室醫(yī)療中心首席科學(xué)家姚建華受邀到現(xiàn)場(chǎng)介紹了產(chǎn)品在AI輔助、導(dǎo)診與分診方面的進(jìn)展,以及實(shí)驗(yàn)室布局AI病理分析方向的科研突破。在AI輔診能力上,“騰訊覓影”已擁有輔助診斷、分診導(dǎo)診、預(yù)問(wèn)診、智能用藥等AI產(chǎn)品,貫穿診前、診中、診后等診療全流程。病理分析則被稱(chēng)為“醫(yī)生的醫(yī)生”,是疾病診斷的金標(biāo)準(zhǔn)。騰訊AI Lab正集中在這個(gè)領(lǐng)域的三大方向研究:基于AI的病理診斷模型、病理組學(xué),及病理預(yù)后預(yù)測(cè)模型。他指出,“病理+AI”能夠提高可重復(fù)性、準(zhǔn)確率和效率,改善我國(guó)病理醫(yī)師供需失衡的問(wèn)題。

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  騰訊 AI Lab 醫(yī)療中心首席科學(xué)家姚建華在2019年首屆騰訊全球數(shù)字生態(tài)大會(huì)智慧醫(yī)療分論壇上演講

  以下是演講全文:

  “騰訊覓影”AI輔診產(chǎn)品貫穿診療全流程,服務(wù)醫(yī)生和患者

  AI輔診產(chǎn)品貫穿疾病診療三階段

  病人到醫(yī)院看病的過(guò)程可以分為三個(gè)階段:診前、診中和診后。這三個(gè)階段涉及到患者和醫(yī)護(hù)人員之間不同的信息交流和相關(guān)的決策過(guò)程。對(duì)于患者來(lái)說(shuō),診前會(huì)根據(jù)身體狀況進(jìn)行一些咨詢(xún),需要知道自己要去哪家醫(yī)院哪個(gè)科室看?。辉\中需要和醫(yī)生交流反映病情;診后要了解自己的用藥和康復(fù)計(jì)劃。

  對(duì)于醫(yī)護(hù)人員來(lái)說(shuō),在診前需要通過(guò)問(wèn)卷來(lái)收集患者的一些基本病情和病史信息,幫助和簡(jiǎn)化后續(xù)診斷;在診中,醫(yī)生需要根據(jù)病人描述的病情、病史和檢驗(yàn)結(jié)果做出診斷,并且決定治療方案和開(kāi)出藥方。在診后,醫(yī)生還要根據(jù)病情的變化追蹤治療和康復(fù)的進(jìn)展。

  這幾個(gè)階段的工作重復(fù)性高且耗費(fèi)人力,縮短了醫(yī)生真正有效的診斷時(shí)間。AI可以在診療流程的各個(gè)階段作為虛擬助手幫助和服務(wù)醫(yī)生或患者,優(yōu)化工作流程,避免一些失誤。例如對(duì)于患者來(lái)說(shuō),AI可以提供咨詢(xún)服務(wù),指引患者就醫(yī),以及提供定制化的治療康復(fù)方案;對(duì)于醫(yī)生來(lái)說(shuō),AI可以輔助他們預(yù)問(wèn)診、診斷、開(kāi)藥方。目前騰訊AI Lab已開(kāi)發(fā)了智能導(dǎo)診、AI預(yù)問(wèn)診、AI輔助診斷和智能用藥幾個(gè)貫穿疾病診療全流程的產(chǎn)品。

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  AI輔助診斷系統(tǒng)技術(shù)框架

  這是“騰訊覓影”的AI輔助診斷系統(tǒng)的技術(shù)框架,基于醫(yī)療文本數(shù)據(jù)和自然語(yǔ)言數(shù)據(jù),核心技術(shù)為自然語(yǔ)言理解、知識(shí)圖譜、深度學(xué)習(xí)和強(qiáng)化學(xué)習(xí)。在這個(gè)框架里,自底向上,通過(guò)建立知識(shí)庫(kù)和信息理解的算法,集成一些業(yè)務(wù)模塊,最后構(gòu)建出不同應(yīng)用場(chǎng)景下的產(chǎn)品。

  首先,我們要收集一些原始數(shù)據(jù),包括醫(yī)學(xué)教科書(shū)、電子病歷、百科、說(shuō)明書(shū)和臨床檢驗(yàn)報(bào)告等等,這些也是醫(yī)生診斷所依據(jù)的知識(shí)來(lái)源。通過(guò)對(duì)這些原始數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、信息提取和知識(shí)關(guān)聯(lián),我們可以建立結(jié)構(gòu)化的臨床知識(shí)庫(kù)、標(biāo)志庫(kù)和規(guī)則庫(kù)。利用自然語(yǔ)言理解算法,我們對(duì)患者和醫(yī)生之間的交流信息和臨床檢驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行分析,實(shí)現(xiàn)語(yǔ)義識(shí)別和意圖分析等算法模塊。

  然后,我們將相關(guān)算法集成為一些更高層的業(yè)務(wù)模塊,包括會(huì)話(huà)管理、需求引導(dǎo)、知識(shí)匹配和知識(shí)推薦等,將醫(yī)生和患者提供的信息與知識(shí)庫(kù)關(guān)聯(lián)起來(lái)。利用這些業(yè)務(wù)模塊,在不同的應(yīng)用場(chǎng)景下可以搭建出不同的AI輔診產(chǎn)品。

  “騰訊覓影”AI輔診產(chǎn)品進(jìn)展

  從2017年到現(xiàn)在,我們攜手“騰訊覓影”開(kāi)發(fā)和落地了一系列AI輔診產(chǎn)品。最早上線(xiàn)的“騰訊覓影”AI輔助診斷系統(tǒng)利用知識(shí)圖譜和深度學(xué)習(xí)模型,可以診斷700多種常見(jiàn)病種,準(zhǔn)確率達(dá)到96%。去年,“騰訊覓影”推出了服務(wù)患者的分診導(dǎo)診系統(tǒng),可以智能分發(fā)和鏈接醫(yī)療資源,已上線(xiàn)300多家醫(yī)院,覆蓋超過(guò)200個(gè)科室,準(zhǔn)確率達(dá)到98%。

  最近上線(xiàn)的“騰訊覓影”預(yù)問(wèn)診系統(tǒng),利用強(qiáng)化學(xué)習(xí)支持多輪問(wèn)答,收集有診斷價(jià)值的患者信息,已覆蓋400+癥狀,識(shí)別準(zhǔn)確率達(dá)到94%。 另外還有“騰訊覓影”合理用藥系統(tǒng),可以根據(jù)患者的病史、用藥史和過(guò)敏史為醫(yī)生提供實(shí)時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)報(bào),包括重復(fù)用藥,藥物之間的相互作用和排斥,藥物過(guò)敏和劑量風(fēng)險(xiǎn)?,F(xiàn)在已支持11.8萬(wàn)審核藥品,預(yù)警準(zhǔn)確率達(dá)90%。

  AI輔助病理診斷,提升診療效率和準(zhǔn)確率

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  AI輔助診療中心環(huán)節(jié)——病理診斷

  剛才講的只是病人看病的基本流程,對(duì)于像癌癥這樣的嚴(yán)重疾病,診斷過(guò)程更為復(fù)雜。首先要通過(guò)一系列如CT, MRI,內(nèi)鏡, X光等檢測(cè)和篩查方法,找出可能的病灶位置和屬性。其次,要得到最后的確診,還需要取出一些組織采樣制作成切片,在顯微鏡下放大40倍到400倍,觀(guān)察細(xì)胞形態(tài)和組織結(jié)構(gòu),進(jìn)行病理分析。病理分析是通過(guò)對(duì)細(xì)胞和組織的微觀(guān)觀(guān)察,來(lái)找出疾病發(fā)生的原因以及對(duì)人體功能和結(jié)構(gòu)的影響。病理診斷的結(jié)果將指導(dǎo)醫(yī)生制定手術(shù)、化療或放療等治療方案。病理診斷是診斷流程中重要的中心環(huán)節(jié),是疾病診斷的金標(biāo)準(zhǔn),因此病理醫(yī)生也被稱(chēng)為“醫(yī)生的醫(yī)生”。

  病理診斷在診療流程里起著重要作用,需求量十分巨大,但病理醫(yī)生卻一直供應(yīng)不足,在中國(guó)尤為嚴(yán)重。中國(guó)目前僅有1萬(wàn)5千名病理醫(yī)生,缺口近10萬(wàn),僅滿(mǎn)足15%的需求。培養(yǎng)一名合格的病理醫(yī)生需要近10年的時(shí)間,再加上醫(yī)學(xué)院相關(guān)學(xué)生后續(xù)不足,人才短缺的狀況將越來(lái)越嚴(yán)重。

  另一方面,病理診斷極其復(fù)雜,每種癌癥的亞分型多達(dá)數(shù)10種,而且不同亞型之間細(xì)胞和組織形態(tài)可能很相似,診斷主觀(guān)性強(qiáng)、敏感度低。2015年一篇醫(yī)學(xué)文章對(duì)75名病理醫(yī)生在2000個(gè)乳腺癌病例的診斷進(jìn)行了調(diào)查統(tǒng)計(jì),發(fā)現(xiàn)非典型增生和導(dǎo)管原位癌很容易誤判。這兩種病變一種是良性病變,一種是癌癥,治療方案完全不同,誤診會(huì)對(duì)患者的健康和治療造成嚴(yán)重后果。由于病理診斷是基于對(duì)病理圖像中細(xì)胞形態(tài)和組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行識(shí)別和匹配,相對(duì)成熟的計(jì)算機(jī)視覺(jué)等AI技術(shù)可以用于輔助病理分析,提升病理診斷的可重復(fù)性,效率和準(zhǔn)確率,緩解目前病理資源不足的狀況。

  病理AI的三個(gè)主要研究方向

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  目前病理AI的研究領(lǐng)域主要分為三個(gè)方向。

  第一個(gè)方向是基于AI技術(shù)的病理診斷模型。病理診斷需要對(duì)癌癥進(jìn)行分型、分級(jí)和分期,是個(gè)復(fù)雜和主觀(guān)性很強(qiáng)的過(guò)程,微小但重要的病灶在閱片中比較容易被忽視。一些較罕見(jiàn)的病變給經(jīng)驗(yàn)不足的醫(yī)生帶來(lái)了很大的挑戰(zhàn)。利用大規(guī)模高質(zhì)量的訓(xùn)練數(shù)據(jù),基于深度學(xué)習(xí)的AI算法可以輔助醫(yī)生提高微小病變和疑難病例的識(shí)別能力。例如在區(qū)分結(jié)直腸息肉是普通腺瘤還是腺癌的問(wèn)題上,我們的算法可以達(dá)到96%的識(shí)別準(zhǔn)確率。而在乳腺癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移癌的檢測(cè)中,我們的算法可以輔助醫(yī)生檢測(cè)到微小的轉(zhuǎn)移癌病灶,敏感度0.85,每張圖只有1.5個(gè)假陽(yáng)。

  第二個(gè)主要研究方向是病理組學(xué),也就是從病理數(shù)據(jù)中提取對(duì)診斷有用的特征,進(jìn)行定量化分析,建立病理特征和診療結(jié)果的關(guān)聯(lián)性。例如在越來(lái)越普及的免疫組化分析中,通過(guò)對(duì)細(xì)胞和組織中抗體和蛋白質(zhì)的定量檢測(cè)來(lái)得到腫瘤的精準(zhǔn)診斷。這是免疫組化的兩個(gè)例子,基于細(xì)胞核染色的Ki-67和基于細(xì)胞膜染色的Her2,一個(gè)視野往往涉及幾百個(gè)細(xì)胞,準(zhǔn)確計(jì)數(shù)十分費(fèi)時(shí),在實(shí)際臨床中醫(yī)生一般憑借肉眼大略地估算,但AI算法可以通過(guò)分割染色區(qū)域給出精確的免疫組化指數(shù)。

  第三個(gè)主要研究方向是基于AI技術(shù)的病理預(yù)后預(yù)測(cè)模型。醫(yī)生希望通過(guò)結(jié)合病理數(shù)據(jù)和其他臨床數(shù)據(jù)來(lái)預(yù)測(cè)治療效果、病人生存率和癌癥遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移率,幫助他制定最有效的精準(zhǔn)個(gè)性化治療方案。比如說(shuō),如果預(yù)測(cè)到放射療法對(duì)某些病人效果不好,就可以盡早采用其他更有效的治療方法,減少病人痛苦和治療費(fèi)用,同時(shí)爭(zhēng)取到更多有效的治療時(shí)間。復(fù)雜的深度學(xué)習(xí)模型如圖卷積模型可以幫助醫(yī)生更準(zhǔn)確預(yù)測(cè)療效和生存率。在這個(gè)例子里,利用圖卷積預(yù)測(cè)肺癌生存率可達(dá)到71%的準(zhǔn)確率。病理AI可以幫助醫(yī)生完成預(yù)測(cè)預(yù)后這種數(shù)據(jù)維度比較高的任務(wù),進(jìn)而確立治療方案。

  綜上,病理AI在這三個(gè)領(lǐng)域中,分別幫助醫(yī)生提高診斷效率、一致率、準(zhǔn)確率,還新增了醫(yī)生的預(yù)測(cè)療效能力。


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