当下人工智能概念火热,尤其是在医疗领域。未来人工智能与医生之间的关系成为科技圈和医学界热议的话题。
围绕这一话题,此前雷医院影像科副主任刘再毅教授进行了一次专访,访谈中刘再毅教授指出了当前医疗AI存在的诸多问题(影像科刘再毅教授自述:为什么我是AI医疗的「旁观者」?)。
近日,在小蛮腰科技大会全球移动开发者大会暨人工智能高峰论坛上,刘再毅教授再次谈到了自己对于医疗人工智能的理解和认识。他表示,要了解未来人工智能与医生之间的关系,首先要弄清楚放射科医生究竟是做什么的。
刘再毅教授认为,放射科医生的工作就是为临床医生的临床决策提供辅助指导。具体来说主要有以下几个方面:
病灶检出。比如根据病理影像观察病人的肺部有没有病变,很多影像公司正在尝试用人工智能进行肺结节筛查。
定性诊断。比如判断病灶的良恶性;患者病情的严重程度,是处于早期还是晚期。
治疗规划。比如病人的肝脏造影中有一个异常的血管,但它不是病变而是变异。那么放射科医生就要提醒临床医生注意,否则如果临床医生将其意外切除了,后果将非常严重。
此外还有疗效评估、指导活检等等。这些都需要放射科医生通过肉眼观察并做出判断。人工智能还远远没有达到能替代放射科医生的程度。
如何挖掘医疗大数据
但为什么有这么多人研究人工智能在医学领域的应用呢?因为我们已经迈进了精准医学时代,医生不仅要判断病人得了什么病,还要提供精准化的治疗方案。年,奥巴马提出了“精准医学计划”,很多专家也表示,要通过对组织基因测序、临床病理信息以及可穿戴设备等手段采集到的个人信息进行分析,对医疗大数据进行挖掘,才能实现精准医学。而这个过程就可能需要用到人工智能。
那么医生究竟是如何通过大数据挖掘来给病人提供精准化治疗方案的呢?下面我们用一个例子来说明。
上图是两例非小细胞肺癌患者的CT扫描影像。两位患者年龄相仿,临床分期都是IB期,针对这类病人需要进行手术治疗。但在提倡精准医学的时代,病人手术之后,医生还需要评估病人的预后情况:什么时候可能复发?什么时候可能死亡?假如医生能够准确地预测复发概率,就可以对病人进行积极干预治疗。
那么,医生究竟该如何预测呢?刘再毅教授介绍道:“我们做了一些研究。通过对病人的影像数据进行挖掘,我们发现病人的影像表型是由基因决定的,反过来我们也可以根据影像表型推断出病人的基因情况,从而可以挖掘影像及临床信息进行患者预后的个体化预测。”
医生或者工程人员拿到影像数据之后,首先要建立相应的模型,之后就可以预测某个病人癌症转移的概率是95%还是5%了。这和医生的主观判断方式完全不同,但意义十分重大。相关的研究成果已经发表在了顶级医学期刊上。
去年,行业内发表了两篇关于用深度学习进行医疗数据挖掘的论文。其中一篇是关于皮肤病的研究,其研究成果达到了21个专业皮肤科医生的水平,非常厉害。另一篇是谷歌团队做的关于糖尿病视网膜病变的研究,发表在JAMA杂志上。论文中提到,AI可以达到97-98%的准确率。但这是否意味着AI能够取代医生了呢?
上面是一张新兴技术的HypeCycle曲线图。曲线显示,深度学习的发展还处于第二阶段,距离成熟应用还有2-5年时间。但刘再毅教授结合自身的研究经验,认为影像及临床数据的挖掘非常复杂、麻烦,包含很多的不可控因素。比如,对于CT影像,不同的机型和扫描方式都会对结果产生非常大的影响。因此深度学习在医疗领域的应用必须慎之又慎,说不定还需要5-10年的时间。
新医学杂志是非常顶级的医学杂志,最近该杂志发表了一篇文章,认为医疗行业必须充分了解人工智能的缺点和优点是什么,才能真正将其应用到临床当中。
医疗人工智能还存在几点不足
前面提到,谷歌团队关于糖尿病视网膜病变的研究成果很厉害。但据雷锋网了解,JAMA杂志同时也指出了几点问题:
首先是数据量的问题。据雷锋了解,这项研究用到了张图片,可以说是非常多了。但其中严重的病变事实上只有多个,这是远远不够的。
疾病种类繁多,谁能保证病人检测出不是糖网后就不需要看医生了?一个模型是无法解决所有问题的,我们还需要更加庞大的数据量。
而且,一项研究成果究竟好不好,不是工程人员说了算,也不是数据漂亮就行,而是要经过一系列的验证。任何新药临床应用之前,都需要经过一系列的研究和验证,证明安全、有效之后才能在临床中应用。人工智能同样如此。
AI系统——比如糖医院的诊断流程中之后,对于其诊断结果医生到底该不该相信呢?如果系统给出了一个病变结果,医生是否还需要再看一遍呢?这些问题都值得行业深思。
刘再毅教授以肺部结节筛查为例,还举了一个很生动的例子:一个患者今年初做肺部CT体检,医师报告诊断肺部未见异常。如果用现在工业界很多公司做的肺结节筛查系统来做检测,估计也是显示肺部筛查正常结果(因为他们的软件多针对肺部进行分析)。但事实上,他的肺部影像是这样子的:
开发AI系统的工作人员懂不懂这些影像非常关键,因为开发出来的系统不能只会检查肺部,还要确保其他地方不出问题。现有的肺结节筛查系统大都只重点