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林江莉:人工智能在超声医学影像诊断中的应用

发布时间: 2022-10-30 14:11    浏览量:793
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    林江莉教授在“2019健康科技人工智能峰会”上就《人工智能在超声医学影像诊断中的应用》做了精彩发言,演讲主要围绕超声医学影像人工智能诊断的定位、应用、挑战和后续的工作四方面展开。为此,小编特将发言内容做详细整理呈现给大家。


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    定    位


    基于提升医学影像诊断效能的诉求,使AI有望在将来成为影像医生在诊断过程中有效的辅助工具。

    林教授表示超声医生在诊断过程中,可以多角度多方位反复观察病灶,除了影像,还可以通过了解患者的病史,甚至交谈过程中感知其情绪、性格等微妙因素,判断病灶的真实状态。而目前的人工智能无法关注到人类医生可以注意到的微妙线索,也无法匹配人类医生的理解力与洞察力,还没有那样“智能”。所以超声医学影像人工智能应该定位为:辅助影像医生诊断的有效工具。


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    应    用


    医学人工智能在辅助诊断中已经发挥了一定的作用,这点毋庸置疑。不过,人工智能辅助诊断软件的开发一定要密切关注市场的需求、医生的需求,要与医生深入交流,紧密合作,知道哪些能做,哪些不能做,哪些值得做。


    林教授团队在与超声科医生广泛交流调研之后,将超声影像人工智能的应用定位到四个方面:超声乳腺肿瘤的筛查、超声肿瘤特征提取及辅助诊断、服务于社区基层医院、服务于年轻医生的培训。

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    首先是超声乳腺肿瘤的筛查,筛查就是发现是否存在结节。第二个工作是对肿瘤进行辅助诊断,辅助诊断不是简单的对肿瘤做出良性、恶性的判断,而是由医生和AI协同诊断出肿瘤表现的特征,并得出结论。第三,超声影像人工智能辅助诊断软件服务对象应首选社区基层医院。医学影像技术专业主要培养放射科医生,导致基层社区非常缺少有经验的超声医生。第四,超声影像人工智能诊断软件还可以服务于年轻医生的培训,对于年轻医生来说,可以通过这样的系统积累肿瘤判断的经验。


    在此林教授展示了部分肿瘤影像,邀请现场专家学者一起鉴别哪些是良性肿瘤,哪些是恶性肿瘤,并演示了团队研发的“超云系统”。对“超云系统”筛查肿瘤过程、特征提取过程进行了详细的讲解。林教授表示“超云系统”可以实现乳腺超声图像可疑区域的动态捕捉,对可疑区域的自动特征提取和辅助诊断,可以检索相似的乳腺超声图像等。


    挑    战

    人工智能在超声影像诊断中有哪些挑战呢?这些挑战也是医学影像在人工智能应用中存在的共性问题。


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    第一个就是数据库的构建问题。林教授表示数据库的构建是很困难的。众所周知,ImageNet是用于视觉对象识别软件研究的大型数据库。它的缔造者是美国斯坦福大学计算机系的李飞飞教授,当时李教授团队在网上下载了上亿图片,之后通过亚马逊平台发布,世界167个国家、接近5万个工作者共同参与图片的筛选、排序、标注等工作,最终历时2年多获得了1千5百万张标注的图片,为后续人工智能的发展铺垫了良好的基础。但医学影像数据库的构建并不乐观,美国的肺癌数据库做了15年,最终只有1080张被标注的图片数据,医学影像数据库的搭建十分不易。


    但是否数据越多诊断效能就越好呢?答案是否定的。实际上需要增加的是特征分布均匀的有效数据。紧接着林教授提出一个问题,就是在人工智能辅助诊断研究中,是增加数据重要还是改进模型重要呢?研究显示,用不同的深度学习网络测试同一批数据,虽有优劣之分,但差别不大,所以数据和模型之间的平衡,也是尚待思考的问题。


    第二个是数据的有效标注问题。林教授表示现在的标注很简单,基本分为良性或恶性,但是这样的标注远远不够。


    第三个是产品落地问题。人工智能产品如何落地造福社会,也是值得思考的问题。如果仅仅是将产品直接应用于社区医院却没有匹配专家辅导和解读,尽管可以做出较好的诊断,但实际应用也是存在一定困难的。


    继续工作


    林教授表示未来继续的工作主要有两个方面:进一步密切与医学诊断专家交流和合作、开展超声影像数据库的建立工作。同时林教授向我们展示了与华西医师团队开发的图像筛选标注工具,目前已从人工标注过渡到半自动标注,林教授表示今后有信心做到全自动标注,但无论如何,最终都离不开医生的校对,一旦出现结果不匹配的情况,即被退回检验,这样才能做到数据的准确性。

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    最后,林教授提出了对学习方法的探索和研究,指出我们是应该让人工智能学习图像还是学习规则,值得思考。

    转载自“ 医学AI在线AIMonline”公众号

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