早發(fā)現(xiàn)早診斷肺炎疾病，AI給醫(yī)生一雙“火眼金睛”
李春平 本報記者 陳瑜
早發(fā)現(xiàn)、早診斷、早治療可明顯降低新型冠狀病毒感染者危重癥發(fā)生率和死亡率，而AI算法與醫(yī)生經(jīng)驗的結(jié)合，將為新冠肺炎乃至更多類型的肺炎疾病提供早發(fā)現(xiàn)、早診斷、早治療的高效解決方案。
“人工智能(AI)診斷系統(tǒng)在新型冠狀病毒肺炎檢測及肺炎鑒別診斷中的應(yīng)用研究”等6個科研項目，最近獲得來自國防科工局推廣專項和蘇州市應(yīng)急防治科技專項項目渠道的資助。
挖掘肉眼無法觀察的深層次信息
按照國家衛(wèi)健委印發(fā)的《新型冠狀病毒肺炎診療方案(試行第七版)》，“影像學(xué)特征”被列為新冠肺炎疑似病例臨床表現(xiàn)的三條之一。CT檢查在新冠肺炎診斷中起重要作用，在主要疫區(qū)一度作為臨床診斷的主要依據(jù)。但常規(guī)CT檢查也有不足，早期難以觀察到較隱匿病變，且與其他病毒性肺炎、細(xì)菌性肺炎難以區(qū)分等。
“通常影像診斷醫(yī)師靠人眼來辨別CT檢查圖像，通過對檢查產(chǎn)生的圖像進(jìn)行觀察，根據(jù)其影像學(xué)表現(xiàn)，還有醫(yī)師個人經(jīng)驗，做出主觀判斷�！毕嚓P(guān)項目負(fù)責(zé)人、核工業(yè)總醫(yī)院影像診斷科主任范國華表示，這有一定局限性，主觀影響因素比較多，而且只能解讀表觀的一些圖像特征。
與醫(yī)生肉眼觀察不同，人工智能可以將視覺影像信息轉(zhuǎn)化為深層次的特征性的信息，而且這些信息是可量化的。
“利用人工智能技術(shù)建立起的這套智能診斷系統(tǒng)，一是對于比較早期的病變，肉眼觀察不太明顯的影像學(xué)改變，能夠檢測出來；二是定性比較準(zhǔn)確，對病變能給出比較準(zhǔn)確的診斷；另外整個流程的耗時相對人工能夠大大縮短。”范國華舉例說，一般一個成年人做一次胸部CT檢查會產(chǎn)生四五百幅薄層圖像，靠人工一幅一幅去看很費時費力，但是機器可以在幾秒鐘之內(nèi)將這四五百幅圖像檢測完，而且不存在連續(xù)工作產(chǎn)生疲勞的問題。
獲取大樣本標(biāo)準(zhǔn)化的影像數(shù)據(jù)是難點
利用人工智能技術(shù)對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行更深層次的分析，具體過程是通過CT掃描獲得數(shù)字化的圖像，然后將圖像數(shù)據(jù)導(dǎo)入軟件系統(tǒng)中進(jìn)行分析，通過機器的“深度學(xué)習(xí)”建立模型。對建立的模型，使用一定數(shù)量的確診病例來驗證其是否可靠，然后用于檢測其他的未知病例。這種人工智能和影像診斷相結(jié)合的技術(shù)，此前多用于腫瘤的診斷。
要把這個AI“養(yǎng)大成人”，最終成熟到能夠幫助診斷，喂給它學(xué)習(xí)和訓(xùn)練的“養(yǎng)料”就是數(shù)據(jù)。
“樣本量越大、標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)越多越好。但隨著研究的進(jìn)行，要增大樣本量，單個醫(yī)院數(shù)據(jù)獲取有限，需要協(xié)調(diào)開展多中心研究，以擴大樣本量�！狈秶A說，獲取大樣本標(biāo)準(zhǔn)化的影像數(shù)據(jù)是難點。
做CT檢查時，各家醫(yī)院使用的機器設(shè)備、掃描參數(shù)等不盡相同。但做大樣本分析，要求所有的影像數(shù)據(jù)都是規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的。在將影像數(shù)據(jù)交給機器前，需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)記，正因如此，數(shù)據(jù)的精確標(biāo)記對人工智能應(yīng)用具有重要影響。這意味著要對病灶進(jìn)行精確分割，“通常分割得越精確越好，但也是一個難點。”范國華說。
疫情后將用于肺炎的鑒別診斷
近年來，計算機技術(shù)與影像診斷的結(jié)合日益密切。范國華說，開展這項研究的出發(fā)點，是為臨床診斷提供一些幫助，探索較早的較準(zhǔn)確的診斷方法。“目前已進(jìn)行CT掃描技術(shù)的優(yōu)化包括數(shù)據(jù)獲取標(biāo)準(zhǔn)化方面的工作，同時收集相關(guān)病例的影像學(xué)資料、臨床資料、實驗室檢測資料等，隨后利用這些數(shù)據(jù)進(jìn)行建模�！狈秶A說，預(yù)計該研究在一年左右完成，明年1—2月可投入臨床使用。
如果新冠肺炎疫情已經(jīng)過去，這項成果還有用嗎？
“我們希望能夠盡早得到實際應(yīng)用�！狈秶A表示，不同的致病微生物都可能引起肺部的炎癥，疫情后這套診斷系統(tǒng)將主要用于肺炎的檢測及鑒別診斷，用于某些需要關(guān)注的肺部炎癥。
他同時謹(jǐn)慎表示，系統(tǒng)還在研究過程當(dāng)中，目前尚處于研究初期，后續(xù)能達(dá)到什么水平，還要看以后工作開展的情況。
盡管人工智能有優(yōu)勢，但范國華認(rèn)為機器還不能完全代替人的角色。
