金域医学与华为共同研发人工智能辅助宫颈癌筛查技术取得突破性进展

作者: 陈海荣    来源: 中国健康传媒集团-中国食品苹果信誉平台 2019-06-13

  中国食品苹果信誉平台讯(记者 陈海荣)6月11日,国内领先的第三方医学检验机构金域医学与华为技术有限公司在广州召开的中国生物产业大会上联合宣布,双方在人工智能(AI)辅助病理诊断应用开发方面已取得突破性进展。


  金域医学病理专家团队与华为云AI团队合作,首次基于病理形态学,通过深度学习的技术,以病理专家的诊断标准训练出精准、高效的AI辅助宫颈癌筛查模型。通常情况下,细胞病理医生镜下阅读宫颈细胞涂片,平均每例要花费6分钟,而AI识别仅需36秒。通过AI辅助宫颈癌筛查模型判读速度是人工判读的10倍。数字化医疗与精准医疗的实现了一项重要实践。


  据悉,接下来,金域医学将继续联合华为云进行大规模验证,并启动相关注册申请。


  AI辅助宫颈癌筛查取得重大突破


  该项目带头人、金域医学病理中心主任罗丕福博士介绍,本次开发基于金域医学4350万例宫颈细胞学筛查样本,从中挑选出近20万个图像块,进行精准标注和AI辅助筛查模型训练。


  在此过程中,首先,由金域医学多位病理专家进行标注,确保模型可以对各种病变细胞的形态进行充分的学习。基于这些图像块级别的标注,AI模型先对样本进行初步分类,高效区分阳性细胞密度较高的样本。然后,AI模型再进一步对阳性细胞进行精准识别,确保在阳性细胞密度较低的样本上仍能获取准确的辅助判读结果。为确保结果无误,算法还一并选取一系列可疑的局部视野,交由病理医生最终复阅。


  目前已用超过20000例样本数据的验证集,对该AI模型进行了验证,验证结果表明,该模型已达国际先进水平。


  双方硬实力支撑模型开发


  据悉,金域医学和华为均拿出各自的硬实力为技术开发提供支撑。金域医学作为全国领先的第三方医学检验机构,每年有检测标本量超过6000万例的大样本数据。其中,截至2018年底,金域宫颈病变检测中心累计收到来自全国31个省市区的宫颈癌筛查样本已超过4350万例。此次技术开发中挑选用于进行模型训练和验证的32000例样本就涵盖了广东、广西、江苏、山东、四川等多个省份,年龄与地区分布均具有普适性,用于训练的阳性数据最新包括2019年,最早可追溯到2007年。“此次采用的训练集和验证集,规模是行业平均水平的数倍以上,极大地保障了结果的可靠率。”罗丕福博士说。此外,金域的病理医生优势也在此次开发中发挥了关键作用。目前,金域拥有全职病理医生近500名,其中从事细胞病理学的医生达近300名,数量居于全国医疗机构之首。此次为进行AI辅助筛查模型的训练,金域投入了多位病理专家全职负责审阅与标注工作,以2人一组的模式进行相互验证。在确保了标注数据的准确性后,再利用深度学习的方法反复推理、训练,相当于由病理专家“手把手”向AI模型传授病理诊断知识。


  在技术支持方面,华为云一站式AI开发平台ModelArts,从标注、训练模型、图片判断、推理等方面为AI模型的训练和应用提供了坚实的基础。在标注阶段,借助华为云ModelArts对已经上传到云端的海量图像块进行半自动化标注,大大节省了病理医生标注的时间和精力。在算法层面,华为不断迭代起来的人工智能算法在模型精度和速度上都达到了业界领先的水平。近期,华为云AI医疗团队投入重兵,聚焦解决医疗领域的重大技术难题,且已经在肺结节检测比赛LUNA-2016、超声测量比赛HC-2018、脑中风分割比赛ISLES-2018等多个医疗领域的顶尖赛事上获得业界领先水平。同时,以华为AI昇腾系列芯片为代表的强大算力,有力支撑了整个AI模型的训练与推理过程。


  金域医学首席信息官李映华表示,金域医学的病理医生团队与华为的专业AI团队相互合作,有机结合,加上双方各自在行业内的领先地位与长期积累下来的硬实力支撑,方能铸就今天发布的优异成果。


  华为云EI服务产品部总经理贾永利表示,深度学习技术的发展,使得AI辅助病理识别成为可能,而华为云强大的算法、算力和一站式AI开发平台,结合金域的大规模样本和病理学专家丰富经验,最终使AI达到了病理专家“助手”水平。此次重大突破,正是AI与专家经验场景有效结合的证明。


  成果在未来AI辅助筛查应用可期


  本次成果可以说是数字化医疗与精准医疗的一项重要实践,为未来精准诊断惠及广大人群提供了技术和数据上的支持。若该成果得以落地应用,预期可使病理医生进行单次细胞学检查的工作量减少超过60%,筛查效率大幅提升。通常情况下,细胞病理医生镜下阅读宫颈细胞涂片,平均每例需要花费6分钟。而AI识别仅需36秒,判读速度是人工判读的10倍。


  与此同时,通过与AI提示的结果进行比对与相互印证,医生可以更方便、更准确地作出判读,对宫颈细胞学检查的质量控制以及病理专业学生的培训均能带来有效帮助。未来,一旦AI辅助宫颈癌筛查落地应用和推广,将可以大幅提升宫颈癌筛查服务覆盖的人群范围与服务频率,促进宫颈癌早筛早治。


  李映华表示,接下来,金域医学和华为云将继续投入更多样本数据,对AI模型进行大规模验证,同时进行更多的专业标注以改善模型,在保证敏感性的前提下使其特异性不断提升。“我们也将提高模型的可靠性,使其可以适应更大范围的试剂耗材与制片水平,将AI辅助筛查的应用范围推广到更贴近基层医疗水平的场景。”


  据悉,金域医学与华为云还将在其他病理AI的场景中寻求新的合作方向,如在乳腺、消化道、肾脏、血液等亚专科场景。


(责任编辑:何璇)

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