我國人工智能骨齡讀片機(jī)正式投入使用 從一刻鐘提速至數(shù)秒

時(shí)間:2017-09-27

來源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載

導(dǎo)語: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(dòng)識(shí)別,讀出骨齡。

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(dòng)識(shí)別,讀出骨齡。機(jī)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(gè)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(jī)。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(gè)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(jī)。

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(qiáng)將此次合作稱為“非常規(guī)范和正式的人工智能項(xiàng)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(xiàng)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(xiàng)目的形式進(jìn)行合作,經(jīng)過醫(yī)院倫理委員會(huì)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(cè)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(chǎng)景的正常人群中進(jìn)行驗(yàn)證和校正,并期望于將它推廣到全國各個(gè)醫(yī)院。

傅君芬團(tuán)隊(duì)和依圖醫(yī)療總裁倪浩還表示了他們的一個(gè)野心:“未來制定中國骨齡判讀新標(biāo)準(zhǔn)”。

骨齡測(cè)定的“兩難全”

2000年,傅君芬博士畢業(yè),開始進(jìn)入兒科內(nèi)分泌領(lǐng)域。想要改變骨齡測(cè)定方式的想法在那時(shí)就播種在她心里。

人有生理年齡和骨齡兩個(gè)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(shí)最基礎(chǔ)的一項(xiàng)工具,可用于診斷和監(jiān)測(cè)兒童內(nèi)分泌疾病和生長紊亂疾病。

但測(cè)定骨齡一直面臨一個(gè)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(cè)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(cè),進(jìn)行肉眼比對(duì)。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(diǎn)也是無法忽視的:主觀性太強(qiáng),臨床準(zhǔn)確性差。傅君芬說,哪怕是同一個(gè)醫(yī)生看同一張圖,前后兩次的差距也可能會(huì)有3個(gè)月;要是不同醫(yī)生看同一張圖,最多可能會(huì)相差2歲。這對(duì)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(huì)識(shí)別出手的20塊骨頭,將其一一評(píng)級(jí),一共8個(gè)等級(jí)。第二步,評(píng)定的等級(jí)會(huì)經(jīng)過復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式,化作一個(gè)數(shù)值,再在曲線表中,找到數(shù)值對(duì)應(yīng)的骨齡。

這有多繁復(fù)呢?如果僅靠一個(gè)醫(yī)生之力,需要1到2小時(shí)才能算出一張骨齡片;如果借助計(jì)算機(jī)軟件,取代醫(yī)生完成第二步的工作,耗時(shí)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(gè)月前,自去年開始從安防和金融向醫(yī)療進(jìn)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(cè)定,這是近期業(yè)內(nèi)不少人瞄準(zhǔn)的應(yīng)用場(chǎng)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?!皩?duì)于醫(yī)療人工智能甚至整個(gè)人工智能領(lǐng)域,優(yōu)質(zhì)的標(biāo)注數(shù)據(jù)是核心?!必?fù)責(zé)依圖骨齡項(xiàng)目的林強(qiáng)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?!?/p>

倪浩說,很多人可能沒想到的是,這是人工智能骨齡讀片機(jī)中最大的成本?!拔埂苯o算法的早期標(biāo)注數(shù)據(jù)尤為重要,“測(cè)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(cuò)了?!备稻艺f,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?yàn)樯婕暗诫[私,共計(jì)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(jī)器自學(xué)、迭代,訓(xùn)練出模型,然后反饋,人工進(jìn)行打分,告訴機(jī)器是評(píng)“嫩”了,還是評(píng)“老”了,機(jī)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(jí)的速度,機(jī)器完成TW3法中的所有步驟,自動(dòng)找到X光片中的骨骺,進(jìn)行評(píng)級(jí),然后代入公式,用數(shù)值比出骨齡。

應(yīng)用到實(shí)際臨床中時(shí),骨齡的最后評(píng)判仍會(huì)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(shí)間。“中國缺少20萬位兒科醫(yī)生?!彼f。

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