阿里巴巴達摩院醫療AI團隊正在AI診癌
一項世界前線的醫學研究,需要用多久才能應用在平常老百姓的日常就醫中?3個月。在浙江麗水,阿里巴巴達摩院醫療AI團隊、阿里巴巴公益給了這樣的一個答案——2023年11月20日,國際醫學頂級期刊Nature Medicine發表了達摩院的最新研究成果,PANDA( Pancreatic Cancer Detection with Ai)模型透過「平掃CT+AI」的結合,可以準確識別早期胰臟癌病變.
3個月之後,阿里巴巴「醫療AI多癌早篩公益計畫」在浙江麗水啟動,並在麗水市中心醫院和景寧縣人民醫院完成了部署。
從胰臟癌和骨質疏鬆兩個病種的篩檢入手,後續也將涵蓋肝癌、食道癌、胃癌、大腸直腸癌等佔新發癌量38.1%的病灶發現,以及脂肪肝及肺結節等總計13個病種,借助最新的醫療AI技術,麗水的百姓們在日常檢查中就可以順便進行多癌、多病症的早篩。
呂樂是達摩院醫療AI團隊負責人,他希望這項研究在麗水能幫助更多醫生,並治癒更多病人。
我自己親戚也有癌症患者,也用了我們AI工具來判斷是否腫瘤可切除。
麗水來了PANDA
麗水市中心醫院放射科的周醫生,最近的工作迎來了細微但明顯的變化。
他日常所用的圖像傳輸系統加載上了阿里達摩院的PANDA模型,除了熟悉的影像介面,他還多了得力的“AI助手”,會輔助顯示檢查結果和進行風險提示。
在PANDA的幫助下,週醫師進行了過往病例的篩檢驗證,有兩例胰臟癌病例被發現──在過去實際的檢查環境下,這兩位病患透過平掃CT所診斷出來的結果都是胰臟炎,是後續因為其它原因又做了增強CT或增強磁振造影後才確診了胰臟癌-他對「AI助理」的敏感度非常滿意。
胰臟癌,被稱為“癌王”,雖然不像胃癌、肝癌等癌種高發,但早期無明顯症狀,很難被發現,患者有症狀來到醫院時,一般已是晚期極難治愈,平均5年存活率僅10%。
「針對胰臟癌變位置隱匿、在平掃CT影像中無明顯表徵等特點,我們建構了一個獨特的深度學習框架,最終訓練為胰臟癌早期檢測模型。」達摩院醫療AI團隊產品專家、PANDA項目相關負責人郭建飛說,模型所直面的就是針對胰臟癌的早篩,其原理就是利用AI放大並辨識平掃CT影像中那些肉眼難以辨識的細微的病灶特徵。
週醫師所感知到的敏感度,背後是PANDA落地麗水前就經歷過的廣泛臨床驗證。
PANDA模型建構了一個包含3208名真實病人的訓練集,最後通過了上海市胰腺疾病研究所、浙江大學醫學院附屬第一醫院等10家醫院/高校包含6239名病人的多中心驗證,以及約2萬名連續病人的真實世界臨床驗證,其胰臟癌辨識敏感度相較於人工診斷提高了34.1%。
另外,在PANDA發布之前,大家並不知道平掃CT可以用來檢查癌症。過去對腫瘤的檢測和診斷主要依賴增強CT,需要給病人注射或口服顯影劑,不適合大規模篩檢使用。
靈敏度與便利性,正是Nature Medicine給予PANDA評估的原因。
PANDA的日常使用者除了放射科,還有體檢科,郭建飛介紹說,它既有CT檢查的高普及度,又兼顧人工智慧的高靈敏度,可以在患者的日常體檢與醫院檢查中進行癌症以及慢性病篩檢,一次早篩多個癌種,將有效提高癌症的篩檢效率,提高無症狀族群的早期癌症發現率,進而改善癌症患者預後。
對麗水百姓來說,他們也許並無明顯的感知,但改變已經在發生。世界前沿的醫學研究成果被率先落地到了麗水,他們到相關醫院檢查、體檢時,不需花費額外的費用,就可以從單一的、淺層次的檢查,變成早早地預知風險,大大提高疾病治癒率,也將大大節約個人與家庭的醫療開支和國家醫療保健經費。
一個黃金時代準備就緒
在達摩院PANDA相關論文發表時,Nature Medicine雜誌配發了一篇社評,名為《基於AI與醫療影像的腫瘤篩檢:一個黃金時代準備就緒》 (AI and imaging -based cancer screening: getting ready for prime time)。
黃金時代,既是為該項研究的前沿性提出褒獎,也是對其未來能夠規模化落地充滿了期望,是「極具前途的方法」。
對達摩院和阿里公益也是如此,他們希望透過科技的先進性來實現普惠和健康公平,用公益把醫療領域的先進成果更廣泛、更持續地推廣下去。
PANDA落地麗水正是此意,麗水位於浙江山區,是阿里巴巴公益鄉村振興的重點支援區域。
兩家試辦醫院一家是麗水市中心醫院,是市級的三甲醫院,負起全市主要的重急症健康保護工作,另一家是景寧縣人民醫院,是一個縣級的二級醫院。景寧也是阿里巴巴直接派駐鄉村特派員幫扶的縣域,它們基本上可以代表麗水地區的醫療衛生系統水準。
這意味著我們真正走出了實驗室的理想環境,到了基層的醫療系統之中。
郭建飛這樣認為,此前,PANDA合作的都是來自上海、北京、杭州等國內數一數二的胰腺病專科醫院,設備先進、診療流程規範,因此用以研究的數據質量很高,模型的構築和訓練是相對可控的。
但到了基層醫院,郭建飛打了個比方,“就像高清的電視變成了一個雪花黑白電視的那種狀態”,它們沒有比肩一線醫院的先進設備,很多現實情況不可控,但如此普通的醫療水平之下,雖對PANDA模型提出了更高的要求,但對其更大範圍的普及卻大有裨益。
更重要的意義在於,麗水落地PANDA這個模式被驗證成功之後,未來就可以批量地規模化複製,任何一家醫院都能低成本地把PANDA模型複製過去,這是最大的意義。」郭建飛強調。
正如達摩院醫療AI團隊負責人呂樂所說,“因為我們在做的這類東西如果做得好,就可以開放出來,這樣才能真正地幫助到千千萬萬的病人。”
懷抱公益、探索醫療AI的“夢幻團隊”
呂樂是約翰霍普金斯大學電腦科學博士,現在帶領達摩院醫療AI團隊前已從事醫學影像和臨床資訊學方面的研發十餘年,他希望搭建一個能幫助醫生、治癒更多病人的研究團隊。
我自己親戚也有癌症患者,也用了我們AI工具來判斷是否腫瘤可切除;本地三甲醫院的醫生認為已經失去了手術機會,後來證明我們AI的判斷結果和上海的頂級專科醫院的專家判斷是一致的,半年前病人已經手術成功,目前已經超過了本地三甲醫院估計的生存期。
在PANDA模型發表之後,呂樂也不禁感慨,“我們開展胰腺癌研究很長時間了,從來沒想到會給自己的家人用到,人生是夢幻,也是命中註定。”
達摩院工程師郭建飛也是同樣「命中註定」要與PANDA結緣的人。
20年前,他在中國醫藥大學本碩連讀時,就對醫學影像如何與電腦科技結合產生了濃厚的興趣,也參與了國內第一本醫學影像領域裡的電腦輔助診斷教材。
這樣的追夢人,在達摩院醫療AI團隊還有很多,對於一個個尚未找到解法的難題,他們並沒有什麼既定的方向可以追尋,只能靠在這個領域的科研積累和大膽假設來尋求突破,讓AI透過大量的相關影像資料來學習、迭代。
郭建飛坦言,PANDA在麗水的順利推進,依靠的既有20多個來自達摩院的小伙伴,他還和阿里巴巴助力共富工作小組的子略成了背靠背的好夥伴,再加上麗水各個部門和醫院的工作人員,大家組成了一支切實的「夢幻隊」。
這種陣容的組合搭配,走出了麗水速度,打造了麗水樣板,基於AI與醫療影像的腫瘤篩檢,一個黃金時代準備就緒。
來源:量子位