浙江丽水,正在用AI诊癌
3个月从论文到临床
允中 发自 凹非寺
量子位 | 公众号 QbitAI
一项世界前沿的医学研究,需要用多久才能被应用到平常老百姓的日常就医中?
3个月。
在浙江丽水,阿里巴巴达摩院医疗AI团队、阿里巴巴公益给出了这样的一个答案——
2023年11月20日,国际医学顶级期刊Nature Medicine发表了达摩院的最新研究成果,PANDA(Pancreatic Cancer Detection with Ai)模型通过“平扫CT+AI”的结合,可以准确识别早期胰腺癌病变.
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3个月之后,阿里巴巴“医疗AI多癌早筛公益项目”在浙江丽水启动,并在丽水市中心医院和景宁县人民医院完成了部署。
从胰腺癌和骨质疏松两个病种的筛查入手,后续还将涵盖肝癌、食管癌、胃癌、结直肠癌等占据新发癌量38.1%的病灶发现,以及脂肪肝及肺结节等总计13个病种,借助最新的医疗AI技术,丽水的百姓们在日常检查中就可以顺便进行多癌、多病症的早筛。
吕乐是达摩院医疗AI团队负责人,他希望这项研究在丽水能够帮助到更多医生,治愈更多病人。
我自己亲戚也有癌症患者,也用了我们AI工具来判断是否肿瘤可切除。
丽水来了PANDA
丽水市中心医院放射科的周医生,最近的工作迎来了细微但又明显的变化。
他日常所用的图像传输系统加载上了阿里达摩院的PANDA模型,除了熟悉的影像界面,他还多了得力的“AI助手”,会辅助显示检查结果和进行风险提示。
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在PANDA的帮助下,周医生进行了过往病例的筛查验证,有两例胰腺癌病例被发现——在过去实际的检查环境下,这两个患者通过平扫CT所诊断出来的结果都是胰腺炎,是后续因为其它原因又做了增强CT或者增强磁共振后才确诊了胰腺癌——他对“AI助手”的灵敏性非常满意。
胰腺癌,被称为“癌王”,虽然不像胃癌、肝癌等癌种高发,但早期无明显症状,很难被发现,患者有症状来到医院时,一般已是晚期极难治愈,平均5年生存率仅10%。
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“针对胰腺癌变位置隐匿、在平扫CT图像中无明显表征等特点,我们构建了一个独特的深度学习框架,最终训练为胰腺癌早期检测模型。”达摩院医疗AI团队产品专家、PANDA项目相关负责人郭建飞说,模型所直面的就是针对胰腺癌的早筛,其原理就是利用AI放大并识别平扫CT图像中那些肉眼难以识别的细微的病灶特征。
周医生所感知到的灵敏性,背后是PANDA落地丽水前就经历过的广泛临床验证。
PANDA模型构建了一个包含3208名真实病人的训练集,最终通过了上海市胰腺疾病研究所、浙江大学医学院附属第一医院等10家医院/高校包含6239名病人的多中心验证,以及约2万名连续病人的真实世界临床验证,其胰腺癌识别敏感性相较于人工诊断提高了34.1%。
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另外,在PANDA发布之前,大家并不知道平扫CT可以用来检查癌症。过去对肿瘤的检测和诊断主要依赖于增强CT,需要给病人注射或者口服造影剂,并不适合大规模筛查使用。
灵敏性和便利性,正是Nature Medicine给予PANDA评价的原因所在。
PANDA的日常使用者除了放射科,还有体检科,郭建飞介绍说,它既有CT检查的高普及度,又兼顾人工智能的高灵敏度,可以在患者的日常体检与医院检查中进行癌症以及慢性病筛查,一次早筛多个癌种,将有效提高癌症的筛查效率,提高无症状人群的早期癌症发现率,从而改善癌症患者预后。
对丽水百姓来说,他们也许并无明显的感知,但变化已经在发生。世界前沿的医学研究成果被率先落地到了丽水,他们到相关医院检查、体检时,不需花费额外的费用,就可以从单一的、浅层次的检查,变成早早地预知风险,大大提高疾病治愈率,也将大大节约个人与家庭的医疗开支和国家医保经费。
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一个黄金时代准备就绪
在达摩院PANDA相关论文发表时,Nature Medicine杂志配发了一篇社评,名为《基于AI与医疗影像的肿瘤筛查:一个黄金时代准备就绪》(AI and imaging-based cancer screening: getting ready for prime time)。
黄金时代,既是为该项研究的前沿性提出褒奖,也是对其未来能够规模化落地充满了期望,是“极具前途的方法”。
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对达摩院和阿里公益来说也是如此,他们希望通过技术的先进性来实现普惠和健康公平,用公益把医疗领域的先进成果更广泛、更持续地推广下去。
PANDA落地丽水正是此意,丽水地处浙江山区,是阿里巴巴公益乡村振兴的重点支持区域。
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两家试点医院一家是丽水市中心医院,是市级的三甲医院,担负着全市主要的重急症健康保护工作,另一家是景宁县人民医院,是一个县级的二级医院。景宁也是阿里巴巴直接派驻乡村特派员帮扶的县域,它们基本上可以代表丽水地区的医疗卫生系统水平。
这意味着我们真正走出了实验室的理想环境,到了基层的医疗系统之中。
郭建飞这样认为,此前,PANDA合作的都是来自上海、北京、杭州等国内数一数二的胰腺病专科医院,设备先进、诊疗流程规范,因此用以研究的数据质量很高,模型的构筑和训练是相对可控的。
但到了基层医院,郭建飞打了个比方,“就像高清的电视变成了一个雪花黑白电视的那种状态”,它们没有比肩一线医院的先进设备,很多现实情况不可控,但如此普通的医疗水平之下,虽对PANDA模型提出了更高的要求,但对其更大范围的普及却大有裨益。
更重要的意义在于,丽水落地PANDA这个模式被验证成功之后,未来就可以批量地规模化复制,任何一家医院都能低成本地把PANDA模型复制过去,这是最大的意义。”郭建飞强调说。
正如达摩院医疗AI团队负责人吕乐所说,“因为我们在做的这类东西如果做得好,就可以开放出来,这样才能真正地帮助到千千万万的病人。”
怀揣公益、探索医疗AI的“梦之队”
吕乐是约翰霍普金斯大学计算机科学博士,现在带领达摩院医疗AI团队前已从事医学影像和临床信息学方面的研发十余年,他希望搭建一个能帮助医生、治愈更多病人的研究团队。
我自己亲戚也有癌症患者,也用了我们AI工具来判断是否肿瘤可切除;本地三甲医院的医生认为已经失去了手术机会,后来证明我们AI的判断结果和上海的顶级专科医院的专家判断是一致的,半年前病人已经手术成功,目前已经超过了本地三甲医院估计的生存期。
在PANDA模型发表之后,吕乐也不禁感慨,“我们开展胰腺癌研究很长时间了,从来没想到会给自己的家人用到,人生是梦幻,也是命中注定。”
达摩院工程师郭建飞也是同样“命中注定”要与PANDA结缘的人。
20年前,他在中国医科大学本硕连读时,就对医学影像如何与计算机技术结合产生了浓厚的兴趣,还参与了国内第一本医学影像领域里的计算机辅助诊断教材。
这样的追梦人,在达摩院医疗AI团队还有很多,对于一个个尚未找到解法的难题,他们并没有什么既定的方向可以追寻,只能靠在这个领域的科研积累和大胆假设来寻求突破,让AI通过大量的相关图像数据来学习、迭代。
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郭建飞坦言,PANDA在丽水的顺利推进,依靠的既有20多个来自达摩院的小伙伴,他还和阿里巴巴助力共富工作小组的子略成了背靠背的好伙伴,再加上丽水各个部门和医院的工作人员,大家组成了一支切切实实的“梦之队”。
这种阵容的组合搭配,走出了丽水速度,打造了丽水样板,基于AI与医疗影像的肿瘤筛查,一个黄金时代准备就绪。
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