近兩周,浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬兒童醫(yī)院的放射科悄然裝備上了一套人工智能軟件。數(shù)秒鐘內(nèi),一張兒童左手的X光片就被自動識別,讀出骨齡。機器讀取的結(jié)果和水平較高的醫(yī)生相比,最大差距在3個月內(nèi)。
這是中國第一款在醫(yī)院落地的人工智能骨齡讀片機。9月25日,浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬兒童醫(yī)院(以下簡稱“浙江省兒童醫(yī)院”)和依圖科技宣布結(jié)成戰(zhàn)略合作伙伴。
借助浙江省兒童醫(yī)院1萬余個健康兒童體檢的骨齡片數(shù)據(jù),依圖科技使用深度學(xué)習(xí)技術(shù),訓(xùn)練出這套骨齡讀片機。
浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬兒童醫(yī)院院長、黨委副書記舒強將此次合作稱為“非常規(guī)范和正式的人工智能項目”。
據(jù)浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬兒童醫(yī)院副院長、該項目院方牽頭人傅君芬介紹,浙江省兒童醫(yī)院和依圖科技以科研項目的形式進行合作,經(jīng)過醫(yī)院倫理委員會等同意后開展。
傅君芬向澎湃新聞(www.thepaper.cn)介紹,目前,這把人工智能測骨齡的“標(biāo)尺”已經(jīng)搭建起來,接下來,這把標(biāo)尺還將在學(xué)校等場景的正常人群中進行驗證和校正,并期望于將它推廣到全國各個醫(yī)院。
傅君芬團隊和依圖醫(yī)療總裁倪浩還表示了他們的一個野心:“未來制定中國骨齡判讀新標(biāo)準(zhǔn)”。
骨齡測定的“兩難全”
2000年,傅君芬博士畢業(yè),開始進入兒科內(nèi)分泌領(lǐng)域。想要改變骨齡測定方式的想法在那時就播種在她心里。
人有生理年齡和骨齡兩個尺度,而骨齡因能體現(xiàn)人體生長發(fā)育程度,是兒科看診時最基礎(chǔ)的一項工具,可用于診斷和監(jiān)測兒童內(nèi)分泌疾病和生長紊亂疾玻
但測定骨齡一直面臨一個窘境:速度和準(zhǔn)確性是魚與熊掌的關(guān)系。
在臨床診斷的第一線,測定骨齡的方式是GP圖譜法,看起來很“古老”。醫(yī)生一側(cè)拿著手骨X光片,另一側(cè)攤著一本上世紀(jì)50年代出版的紙質(zhì)圖像冊,進行肉眼比對。這套幾十年前取樣自美國人的圖譜,覆蓋了手腕骨發(fā)育過程中所有共性的骨性指征。經(jīng)過培訓(xùn)的醫(yī)生可以快速地給出骨齡。
但缺點也是無法忽視的:主觀性太強,臨床準(zhǔn)確性差。傅君芬說,哪怕是同一個醫(yī)生看同一張圖,前后兩次的差距也可能會有3個月;要是不同醫(yī)生看同一張圖,最多可能會相差2歲。這對臨床診斷不利。
并不是沒有準(zhǔn)確性高的方法,比如TW3是科學(xué)研究中比較青睞的方法。在TW3法中,第一步,醫(yī)生會識別出手的20塊骨頭,將其一一評級,一共8個等級。第二步,評定的等級會經(jīng)過復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式,化作一個數(shù)值,再在曲線表中,找到數(shù)值對應(yīng)的骨齡。
這有多繁復(fù)呢?如果僅靠一個醫(yī)生之力,需要1到2小時才能算出一張骨齡片;如果借助計算機軟件,取代醫(yī)生完成第二步的工作,耗時是15分鐘到30分鐘每張。
能不能既快速,又準(zhǔn)確?恰好,這正是人工智能所擅長的。
“喂”出一把標(biāo)尺
幾個月前,自去年開始從安防和金融向醫(yī)療進軍的依圖科技,出現(xiàn)傅君芬視野中。
將人工智能用于骨齡測定,這是近期業(yè)內(nèi)不少人瞄準(zhǔn)的應(yīng)用場景。影像科醫(yī)生看好,人工智能公司想介入,醫(yī)院影像歸檔和通訊系統(tǒng)的廠商也開始布局相關(guān)產(chǎn)品。
誰能取勝,某種意義上由誰獲得優(yōu)質(zhì)數(shù)據(jù)決定。 “對于醫(yī)療人工智能甚至整個人工智能領(lǐng)域,優(yōu)質(zhì)的標(biāo)注數(shù)據(jù)是核心。”負(fù)責(zé)依圖骨齡項目的林強說:“你得‘喂’數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)扔給它沒有用,需要大量經(jīng)過標(biāo)注的數(shù)據(jù),標(biāo)注的數(shù)據(jù)是非常難獲取的。”
倪浩說,很多人可能沒想到的是,這是人工智能骨齡讀片機中最大的成本。“喂”給算法的早期標(biāo)注數(shù)據(jù)尤為重要,“測得準(zhǔn)不準(zhǔn)就看貼標(biāo)簽”。
“貼標(biāo)簽是人工智能公司所無法完成的,需要放射科和內(nèi)分泌科的醫(yī)生反復(fù)地去跟蹤,貼標(biāo)簽不能貼錯了。”傅君芬說,浙江省兒童醫(yī)院放射科和內(nèi)分泌科的醫(yī)生幾乎都投入到標(biāo)注中,提供了小幾千張人工標(biāo)注的高質(zhì)量骨齡片。
因為涉及到隱私,共計1萬多張健康兒童的骨齡片數(shù)據(jù)經(jīng)過了浙江省兒童醫(yī)院信息科的脫敏處理,名字以編碼代替,給到依圖科技。
在此基礎(chǔ)上,機器自學(xué)、迭代,訓(xùn)練出模型,然后反饋,人工進行打分,告訴機器是評“嫩”了,還是評“老”了,機器再自我校正。
最終,這把根據(jù)健康人骨齡片數(shù)據(jù)“喂”出的“標(biāo)尺”誕生。用秒級的速度,機器完成TW3法中的所有步驟,自動找到X光片中的骨骺,進行評級,然后代入公式,用數(shù)值比出骨齡。
應(yīng)用到實際臨床中時,骨齡的最后評判仍會有醫(yī)生把關(guān)。從最快15分鐘縮短至數(shù)秒鐘,傅君芬欣喜于醫(yī)生可以節(jié)約不少時間。“中國缺少20萬位兒科醫(yī)生。”她說。
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