“中國(guó)人的肺結(jié)節(jié)不夠用了”。
得知西南地區(qū)某著名三甲醫(yī)院的PACS（Picture Archiving and Communication Systems）接入了7家人工智能企業(yè)的肺結(jié)節(jié)智能影像診斷系統(tǒng)時(shí)，一位影像醫(yī)師戲謔地談到現(xiàn)在的情況。
魯迅曾說，世上本沒有路，走的人多了，自然就有了路。但在肺結(jié)節(jié)的人工智能檢出上，中國(guó)的初創(chuàng)企業(yè)們已經(jīng)踩出了一條京滬高速。諸多AI廠家競(jìng)爭(zhēng)激烈的核心醫(yī)院，一個(gè)放射科室擺上4－5家AI廠商的服務(wù)器已稀松平常。
截至2018年7月的不完全統(tǒng)計(jì)，僅在肺結(jié)節(jié)篩查領(lǐng)域，拿出具體產(chǎn)品的人工智能企業(yè)就有20余家，大部分拿到風(fēng)險(xiǎn)投資，而更多海歸博士、科研院所、醫(yī)院專家團(tuán)隊(duì)正在摩拳擦掌，躍躍欲試。
大家都奔向了同一個(gè)目標(biāo)。
誰(shuí)帶火了肺結(jié)節(jié)？
從需求端來(lái)說，中國(guó)年新增肺癌患者數(shù)量全球第一，年肺癌因素死亡人數(shù)全球第一，早篩需求旺盛，低劑量螺旋CT正被廣泛推廣；而從圖像質(zhì)量上來(lái)說，胸部CT圖像分層薄、視野清晰、干擾因素少、病灶特征規(guī)律可循，是智能影像判讀的理想用武之地，加之中國(guó)影像醫(yī)師的稀缺及國(guó)家政策的大力推動(dòng)，這一領(lǐng)域的應(yīng)用基礎(chǔ)堪稱完美。
但中國(guó)任何一個(gè)疾病領(lǐng)域的需求量都會(huì)由于龐大的人口基礎(chǔ)而顯得無(wú)比巨大，真正讓肺結(jié)節(jié)智能檢出火起來(lái)的，是大數(shù)據(jù)時(shí)代。
2017年7月，SQuAD的負(fù)責(zé)人Pranav Rajpurkar公開了其胸部x射線檢測(cè)肺炎的算法，并公布了當(dāng)時(shí)世界上最大的公開可用的胸透x光數(shù)據(jù)集，該數(shù)據(jù)集包含了14種疾病的10萬(wàn)余張x射線主視圖。
2017年10月，NIH（美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院）臨床中心發(fā)布了一個(gè)包含3萬(wàn)余患者、11萬(wàn)2千余張正面視線的x射線圖像，以及利用NLP技術(shù)從放射學(xué)報(bào)告挖掘出來(lái)的14類疾病的圖像標(biāo)簽，供全球研究人員免費(fèi)使用。
2018年7月，NIH（美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院）臨床中心再次分享了一個(gè)大型CT圖像數(shù)據(jù)庫(kù)，包括3．2萬(wàn)份CT圖像和展示的疾病影像學(xué)資料，以幫助科學(xué)家和臨床醫(yī)生增強(qiáng)對(duì)疾病影像學(xué)診斷的技能，AI開發(fā)人員亦可自由利用上述數(shù)據(jù)用于AI系統(tǒng)的訓(xùn)練。
對(duì)于中國(guó)醫(yī)療人工智能企業(yè)的創(chuàng)業(yè)者們而言，這些美國(guó)的公開數(shù)據(jù)集無(wú)異于最舒適的搖籃，為創(chuàng)業(yè)者們提供了豐富的數(shù)據(jù)“糧食”；通過公開數(shù)據(jù)集將AI模型的精度訓(xùn)練到一定水平后，投入臨床，以中國(guó)海量的胸部CT圖像“喂養(yǎng)”模型，使之性能進(jìn)一步飛躍，成為當(dāng)前中國(guó)醫(yī)療AI企業(yè)的普遍路徑。
“對(duì)于創(chuàng)業(yè)者而言，最難獲取的就是臨床醫(yī)療數(shù)據(jù)，不管擁有多么雄厚的技術(shù)基礎(chǔ)，市面上有多少可供借鑒的算法模型，沒有臨床數(shù)據(jù)拿來(lái)訓(xùn)練AI，一切都是無(wú)源之水。而中國(guó)國(guó)內(nèi)更為龐大的CT數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，使得中國(guó)人工智能技術(shù)的進(jìn)步絲毫不遜于其發(fā)源地——美國(guó)。”一家影像云的運(yùn)營(yíng)者如此表示。紐約時(shí)報(bào)（NYT）在2018年的一篇文章中，提到中國(guó)的阿里和依圖，已經(jīng)先于亞馬遜，把AI引入醫(yī)療行業(yè)。
但與此同時(shí)，他也提醒，雖然國(guó)內(nèi)AI企業(yè)創(chuàng)業(yè)者的起始賽道相似，但并不意味會(huì)在同一個(gè)維度長(zhǎng)期競(jìng)爭(zhēng)。
“正如大學(xué)生畢業(yè)后10年所取得的成就有著天壤之別，同樣選擇肺結(jié)節(jié)智能檢出作為突破口后，研發(fā)能力的強(qiáng)弱、醫(yī)療行業(yè)理解的深淺、戰(zhàn)略眼光的預(yù)見、產(chǎn)業(yè)格局的大小，都會(huì)影響AI企業(yè)的發(fā)展前景?！边@位管理者認(rèn)為。
肺結(jié)節(jié)AI的進(jìn)化之路
2017年，主攻肺結(jié)節(jié)檢出的各大AI企業(yè)都交出了輝煌的答卷，敏感性一路飆升，95％、96．5％、98．8％……人類肉眼難以察覺的像素差別，在AI強(qiáng)大的算力面前無(wú)所遁形。
然而醫(yī)學(xué)畢竟不是只懂得基礎(chǔ)函數(shù)就可以解決問題。
目前臨床上為了確保影像判讀的準(zhǔn)確性，通常由一名執(zhí)業(yè)醫(yī)師與副主任醫(yī)師共同閱讀同一個(gè)患者的胸片，影像醫(yī)師在讀片完畢之后，還需要上級(jí)醫(yī)生復(fù)查一遍，簽字確認(rèn)。AI的目的正是替代這個(gè)步驟中的第一環(huán)節(jié)，因?yàn)锳I醫(yī)生不僅“視力”極好，幾乎可以看出每一個(gè)微小結(jié)節(jié)，同時(shí)，AI醫(yī)生不知疲倦，不會(huì)出現(xiàn)視覺疲勞，看成千上萬(wàn)張胸部CT也不過毫秒之間。
將AI的靈敏度不斷提升，理論上AI可以發(fā)現(xiàn)肺部的每一個(gè)結(jié)節(jié)，但是隨之而來(lái)的誤報(bào)率卻令人頭痛，是迅速將敏感性提升到極致，暫時(shí)忽略誤報(bào)率？還是花費(fèi)更大的力氣，將敏感性與誤報(bào)率同時(shí)提升到可用水平？亦或是還有更加科學(xué)準(zhǔn)確的考核指標(biāo)？
國(guó)內(nèi)著名放射學(xué)家、浙江省人民醫(yī)院放射科主任龔向陽(yáng)教授曾表示，特異性和敏感性兼顧起來(lái)是很難的，所以很多公司在開發(fā)系統(tǒng)時(shí)會(huì)優(yōu)先考慮敏感性的問題，在保證敏感性的前提下，提高特異性。
“敏感性與誤報(bào)率確實(shí)很難兼得，極其考驗(yàn)AI企業(yè)的技術(shù)功底，既要保持足夠的敏感性，但又要確保足夠低的誤報(bào)率，確保找出來(lái)的結(jié)節(jié)絕大部分是正確的，是有臨床意義的，并沒有外界看起來(lái)那么容易難度，依圖醫(yī)療付出了艱苦的努力，在這兩方面都做到了業(yè)內(nèi)領(lǐng)先水平”，依圖醫(yī)療總裁倪浩在接受媒體采訪時(shí)表示，“誤報(bào)一旦過高，將極大增加醫(yī)生的工作壓力，也喪失了AI助力臨床的初衷?！?/p>
倪浩還提醒，單純重視敏感性，忽視誤報(bào)率不僅會(huì)增加醫(yī)生核對(duì)影像報(bào)告的工作量，也會(huì)對(duì)患者造成極大的心理壓力，甚至導(dǎo)致恐慌下的過度診療，浪費(fèi)醫(yī)療資源，增加患者負(fù)擔(dān)。
為了能夠更加客觀反映AI產(chǎn)品對(duì)于臨床工作的促進(jìn)，依圖醫(yī)療引入了一個(gè)業(yè)內(nèi)全新的衡量標(biāo)準(zhǔn)——結(jié)構(gòu)化報(bào)告臨床采納率。
具體來(lái)說，該指標(biāo)包含2個(gè)方面——“結(jié)構(gòu)化報(bào)告”及“臨床采納率”。“結(jié)構(gòu)化報(bào)告”不僅要求肺結(jié)節(jié)AI找出結(jié)節(jié)，更要能夠包含結(jié)節(jié)大小、性狀描述、良惡性征象等信息，并出具結(jié)構(gòu)化的臨床報(bào)告；而“臨床采納率”更為苛刻——AI生成的結(jié)構(gòu)化報(bào)告到底有多少能夠被臨床醫(yī)師不經(jīng)修改直接采納？
依圖醫(yī)療公布了他們care．a(chǎn)iTM肺癌影像智能診斷系統(tǒng)在2018年上半年的臨床反饋，該指標(biāo)的臨床表現(xiàn)為92％。這是一個(gè)極其優(yōu)異的表現(xiàn)，意味著AI系統(tǒng)生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)化報(bào)告有92％得到影像醫(yī)師認(rèn)可被直接采納，這一數(shù)字背后，AI系統(tǒng)為影像醫(yī)師所節(jié)省的工作時(shí)間難以估量。
“只有將人工智能嵌入醫(yī)生的臨床工作流，尤其是醫(yī)生認(rèn)可我們的檢測(cè)報(bào)告，AI對(duì)于臨床工作效率的提升才是有意義的，敏感性指標(biāo)非常重要，但敏感性只是起點(diǎn)”，依圖醫(yī)療產(chǎn)品副總裁鄭永升表示，“目前，憑借這項(xiàng)獨(dú)門絕技，該系統(tǒng)不僅進(jìn)入了全國(guó)100余家三甲醫(yī)院，并且正在AI醫(yī)療真正需要賦能的基層醫(yī)院全面鋪開?！?/p>
突破肺結(jié)節(jié)的天花板
而當(dāng)肺結(jié)節(jié)的檢出率逐漸逼近理論極限，所有的醫(yī)療AI企業(yè)都在思考，胸部CT的智能診斷下一步走向何方？
這個(gè)問題的本質(zhì)上是在問，AI能力如何進(jìn)階，從回答“看見什么”到回答“是什么”和“怎么治”。
“一方面繼續(xù)深挖肺結(jié)節(jié)檢出，從影像判讀走向MDT決策，另一方面，從單一的肺結(jié)節(jié)檢出走向肺部多種疾病如肺炎、肺結(jié)核、慢阻肺、支氣管擴(kuò)張的智能診斷，以單一應(yīng)用解決科室場(chǎng)景問題，跳出一種疾病一個(gè)AI的桎梏”，倪浩表示，“這條路會(huì)很漫長(zhǎng)，很艱辛，但只有不斷滿足臨床場(chǎng)景，才能夠真正成為醫(yī)生的好幫手，推動(dòng)未來(lái)智能醫(yī)院的建設(shè)。”
6月15號(hào)，依圖醫(yī)療聯(lián)合中國(guó)頂級(jí)三甲醫(yī)院——華西醫(yī)院發(fā)布了全球首個(gè)肺癌多學(xué)科智能診斷系統(tǒng)，這套系統(tǒng)號(hào)稱“最具醫(yī)生思維”的AI應(yīng)用，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)結(jié)節(jié)篩查等初級(jí)功能，更能夠?qū)崿F(xiàn)肺癌全類型病灶的診斷覆蓋，綜合多學(xué)科臨床信息進(jìn)行綜合診斷，其決策依據(jù)來(lái)源于國(guó)際、國(guó)內(nèi)最新臨床肺癌診療指南，且隨著臨床診療例數(shù)的增加，將越來(lái)越聰明及富有智慧，成為基層醫(yī)師提升肺癌診療水平，降低誤診漏診的好幫手。
更值得欣喜的是，該產(chǎn)品的部分功能已經(jīng)開始臨床試驗(yàn)，接受臨床的嚴(yán)苛考驗(yàn)。如果成功，將無(wú)異于醫(yī)療AI的一次偉大進(jìn)步。
“就像過去人類歷史上經(jīng)歷過的一切科技變革，人工智能也將融入醫(yī)生的工作流程，與醫(yī)生群體一起更好地造福廣大病患”，中國(guó)醫(yī)學(xué)影像AI產(chǎn)學(xué)研用創(chuàng)新聯(lián)盟理事長(zhǎng)、第二軍醫(yī)大學(xué)長(zhǎng)征醫(yī)院影像醫(yī)學(xué)與核醫(yī)學(xué)科主任劉士遠(yuǎn)教授表示，“未來(lái)已至，只是分布不均?！?/p>