據中國國家中心目前發(fā)布的最新中國惡性腫瘤發(fā)病和死亡分析報告顯示，肺癌位居全國惡性腫瘤死亡率第一位，且每年新發(fā)病例約78.1萬(wàn)例。美國和歐洲也不例外，據統計，2018年美國有160,000人死于肺癌，肺癌成為美國癌癥死亡的最常見(jiàn)原因。
對于肺癌的診斷，越早發(fā)現越好。目前公認使用最多的肺癌診斷工具是胸部低劑量計算機斷層掃描（low-dose computed tomography），說(shuō)人話(huà)就是一種針對肺癌的CT！它使用X光掃描身體并使用低劑量的輻射來(lái)制造肺部的詳細圖像，幫助醫生進(jìn)行篩查檢測，更早更及時(shí)地發(fā)現疾病。
但，它絕對不是完美的！過(guò)高的假陽(yáng)性率、過(guò)度診斷、輻射效應等負面影響也日漸突出。
因此，為了尋找更好地早期大規模肺癌篩查綜合模式，能夠在早期診斷中顯示出良好的敏感性和特異性，谷歌與西北大學(xué)聯(lián)手，開(kāi)發(fā)了一項深度學(xué)習的AI系統，能夠在低劑量計算機斷層掃描(LDCT)中檢測出惡性肺結節，其檢測性能甚至趕超了專(zhuān)業(yè)放射科醫師的表現。相關(guān)內容已發(fā)表在最近的《Nature medicine》雜志上。
AI篩查更清晰
谷歌科學(xué)家開(kāi)發(fā)了一種深度學(xué)習模型，它以CT掃描作為輸入，以識別肺部區域是否存在高度肺癌可能性作為目標，通過(guò)西北大學(xué)所提供的6716個(gè)CT掃描集作為實(shí)例教學(xué)對象，訓練自身提高對早期肺癌診斷的準確性，最終實(shí)現自動(dòng)圖像評估，以幫助醫生判斷患者風(fēng)險等級。
谷歌技術(shù)負責人Shravya Shetty表示，“這一研究領(lǐng)域非常重要，因為肺癌在所有癌癥中的死亡率，而且現有的肺癌篩查的方式也存在很多挑戰，AI可提高準確性和優(yōu)化篩選過(guò)程的方式，有助于實(shí)施篩選計劃。”
試驗結果發(fā)現，該系統準確率高達94％。在沒(méi)有歷史掃描的情況下，深度學(xué)習模型完敗六名放射科醫師；在歷史掃描存在的情況下，AI系統和醫師的準確度難分伯仲。
研究還發(fā)現，除了幫助確診癌癥外，AI處理大量數據的能力的同時(shí)可以幫助識別人類(lèi)根本無(wú)法看到的微妙模式，從而識別出具有潛在性癌癥風(fēng)險的惡性微小的肺結節！
西北大學(xué)費恩伯格醫學(xué)院**學(xué)研究助理教授、麥考密克工程學(xué)院工程學(xué)助理教授Mozziyar Etemadi博士還補充到：“該系統可以更具特異性地對病變進(jìn)行分類(lèi)，也可以更好地確診癌癥。”
4D看圖更敏感
人眼只能對圖像進(jìn)行2D解讀，因此放射科醫生通常只能在一次CT掃描后對數百個(gè)2D切片或圖像進(jìn)行檢查。AI系統在這一點(diǎn)上超越了人類(lèi)！它能夠以3D視角來(lái)觀(guān)察肺部圖像，比人眼更具敏感性。
事實(shí)上，AI系統可以更優(yōu)秀。研究人員還為它創(chuàng )建一個(gè)具有多層處理的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )，并訓練它對已知患者的多次CT掃描進(jìn)行學(xué)習。這一技術(shù)也可以被稱(chēng)為是“4D”，因為它不僅可以查看當前的CT掃描，還可以對比前后兩次掃描結果。
Etemadi博士激動(dòng)地表示，“為了讓AI以這種方式查看CT，整個(gè)團隊花了一年多的時(shí)間來(lái)收集和準備數據，以幫助完成這個(gè)激動(dòng)人心的項目。但我們還缺少一個(gè)龐大的計算機系統。幸運的是，我們能夠與谷歌的世界級科學(xué)家合作，利用他們開(kāi)發(fā)的前所未有的計算能力，創(chuàng )造出有可能每年挽救成千上萬(wàn)人生命的AI系統。”
Etemadi博士也強調，這些研究結果還需要在患者群體中進(jìn)行大規模臨床驗證，希望未來(lái)該模型可以用于改善肺癌患者的治療和預后。
參考資料：
[1] End-to-end lung cancer screening with three-dimensional deep learning on low-dose chest computed tomography
[2] Artificial intelligence system spots lung cancer before radiologists
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