人工智能輔助宮頸癌篩查技術(shù)取得突破性進(jìn)展

人工智能輔助宮頸癌篩查技術(shù)取得突破性進(jìn)展

6月11日，記者從正在廣州舉行的中國生物產(chǎn)業(yè)大會上獲悉，由金域醫(yī)學(xué)與華為技術(shù)有限公司共同研發(fā)的人工智能（AI）輔助宮頸癌篩查技術(shù)取得突破性進(jìn)展——雙方首次基于病理形態(tài)學(xué)，通過深度學(xué)習(xí)的技術(shù)，以病理專家的診斷標(biāo)準(zhǔn)訓(xùn)練出精準(zhǔn)、高效的AI輔助宮頸癌篩查模型。該模型在排陰率高于60%的基礎(chǔ)上，陰性片判讀的正確率高于99%。同時(shí)，陽性病變的檢出率也超過99.9%。這是目前國際已公布的國內(nèi)外AI輔助宮頸癌篩查的最高水平。

病理形態(tài)學(xué)診斷被醫(yī)學(xué)界公認(rèn)為疾病診斷的“金標(biāo)準(zhǔn)”。就病理判讀本身而言，病理專業(yè)人員在傳統(tǒng)顯微鏡下閱片，需要以人的視覺詮釋、知識積累、技能與天分作為基礎(chǔ)，培訓(xùn)周期往往可長達(dá)10年左右。因此，我國病理醫(yī)生的人才資源長期處于稀缺狀態(tài)。數(shù)據(jù)顯示，目前中國注冊病理醫(yī)生不足2萬人，以每百張床位配備1-2名病理醫(yī)生的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，其缺口仍高達(dá)8-10萬人。我國宮頸癌篩查的適齡婦女人群超過3.5億人，即使以每3-5年進(jìn)行一次篩查的標(biāo)準(zhǔn)來衡量，目前國內(nèi)的篩查能力仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)未能達(dá)到要求。其中一個(gè)重要原因就是細(xì)胞病理醫(yī)生的極度稀缺，制約了宮頸癌篩查進(jìn)一步推廣。

要應(yīng)對病理人才匱乏難題，減輕病理醫(yī)生的工作壓力，提高診斷效率，人工智能輔助病理診斷被認(rèn)為是其中一個(gè)可行方案，并已成為醫(yī)療領(lǐng)域最熱門的研究方向之一。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前國內(nèi)已有超20個(gè)團(tuán)隊(duì)正在開展人工智能輔助病理診斷的探索。2018年，金域醫(yī)學(xué)也與華為簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，在人工智能領(lǐng)域開展合作，雙方均拿出各自的硬實(shí)力為技術(shù)開發(fā)提供支撐。

該項(xiàng)目帶頭人、金域醫(yī)學(xué)病理中心主任羅丕福博士介紹，金域醫(yī)學(xué)每年的檢測標(biāo)本量超過6000萬例。其中，截至2018年底，金域?qū)m頸病變檢測中心累計(jì)收到來自全國31個(gè)省市區(qū)的宮頸癌篩查樣本超過4350萬例。此次技術(shù)開發(fā)中挑選用于進(jìn)行模型訓(xùn)練和驗(yàn)證的32000例樣本涵蓋了廣東、廣西、江蘇、山東、四川等多個(gè)省份，年齡與地區(qū)分布均具有普適性，用于訓(xùn)練的陽性數(shù)據(jù)最新包括2019年，最早可追溯到2007年。“此次采用的訓(xùn)練集和驗(yàn)證集，規(guī)模是行業(yè)平均水平的數(shù)倍以上，極大地保障了結(jié)果的可靠率。”羅丕福博士說。

在技術(shù)支持方面，華為云一站式AI開發(fā)平臺ModelArts，從標(biāo)注、訓(xùn)練模型、圖片判斷、推理等方面為AI模型的訓(xùn)練和應(yīng)用提供了堅(jiān)實(shí)的基矗在標(biāo)注階段，借助華為云ModelArts對已經(jīng)上傳到云端的海量圖像塊進(jìn)行半自動化標(biāo)注，大大節(jié)省了病理醫(yī)生標(biāo)注的時(shí)間和精力。在算法層面，華為不斷迭代起來的人工智能算法在模型精度和速度上都達(dá)到了業(yè)界領(lǐng)先的水平。華為云EI服務(wù)產(chǎn)品部總經(jīng)理賈永利表示，深度學(xué)習(xí)技術(shù)的發(fā)展，使得AI輔助病理識別成為可能，而華為云強(qiáng)大的算法、算力和一站式AI開發(fā)平臺，結(jié)合金域的大規(guī)模樣本和病理學(xué)專家豐富經(jīng)驗(yàn)，最終使AI達(dá)到了病理專家“助手”水平。此次重大突破，正是AI與專家經(jīng)驗(yàn)場景有效結(jié)合的證明。

業(yè)內(nèi)專家評價(jià)，本次成果是數(shù)字化醫(yī)療與精準(zhǔn)醫(yī)療的一項(xiàng)重要實(shí)踐，為未來精準(zhǔn)診斷惠及廣大人群提供了技術(shù)和數(shù)據(jù)上的支持。若該成果得以落地應(yīng)用，預(yù)期可使病理醫(yī)生進(jìn)行單次細(xì)胞學(xué)檢查的工作量減少超過60%，篩查效率大幅提升。通常情況下，細(xì)胞病理醫(yī)生鏡下閱讀宮頸細(xì)胞涂片，平均每例需要花費(fèi)6分鐘。而AI識別僅需36秒，判讀速度是人工判讀的10倍。

與此同時(shí)，通過與AI提示的結(jié)果進(jìn)行比對與相互印證，醫(yī)生可以更方便、更準(zhǔn)確地作出判讀，對宮頸細(xì)胞學(xué)檢查的質(zhì)量控制以及病理專業(yè)學(xué)生的培訓(xùn)均能帶來有效幫助。未來，一旦AI輔助宮頸癌篩查落地應(yīng)用和推廣，將可以大幅提升宮頸癌篩查服務(wù)覆蓋的人群范圍與服務(wù)頻率，使得對適齡婦女人群的篩查質(zhì)量可以趨近發(fā)達(dá)國家的水平，促進(jìn)宮頸癌早篩早治。

據(jù)悉，接下來，金域醫(yī)學(xué)和華為云將進(jìn)行更大規(guī)模驗(yàn)證，同時(shí)，在其他病理AI的場景中尋求新的合作方向，如在乳腺、消化道、腎臟、血液等亞?？茍鼍埃剿鞲鄳?yīng)用可能，并啟動相關(guān)注冊申請。