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【衡道丨资讯】不需要手动标注的临床级别病理AI靠谱吗?

 CandyMint 2020-11-05

要说最近一周的话题热度,AI拥有绝对的姓名——不管是AI学会看文献、搞科研、写论文,还是被业界内外广泛关注和讨论的Nature Medicine上发表的病理AI的最新文章,都让我们在震惊于AI发展的同时,也想问一句有了病理AI之后,病理医生真的可以只用喝茶了吗。

图片来源:Nature Medicine

最新研究数据激荡人心

在纪念斯隆·凯特琳癌症研究中心(MSKCC)Thomas Fuchs研究团队发表的这篇文章中,公布基于15000名癌症患者的4万余张数字化病理切片的新AI系统对前列腺癌、基底细胞癌和腋窝淋巴结转移乳腺癌的测试曲线下面积(AUC)均高于0.98


在研究中,他们调用了3个数据集,共有来自44个国家和地区的15187名癌症患者的44732个病理切片信息,包括24859个前列腺癌切片、9962个基底细胞癌切片、9894个淋巴结转移乳腺癌切片,与任何一个同类研究相比数据量都要大上一级不止。

对于这一研究,值得强调的是弱监督学习。也就是说该系统在训练过程中使用的是来自常规病理报告的数据,而且该数据有且仅有唯一标签——切片的阴阳性,同时并未经过事先处理,也不需病理专家对切片手动标注

训练方法

图片来源:Nature Medicine

而且基于多实例学习(MIL)和递归神经网络(RNN),也就是说算法在学习过程中,会自动先将切片分割成为无数个小patch,并与该张切片的阴阳性进行对应。而当其在实际分析时,也采用类似的方式,先将切片自动分割为小patch进行判断,并给出最终结果。

对于这篇最新文章,想必媒体是极为肯定的,给予了首个临床级别、近150年病理学的最大突破等等溢美之词。

行业内的不同声音

不可否认,这个算法能做组织切片的定性初筛。而且单单从阴阳性判读的准确率上看,真的很高。但病理AI行业内也有指出,该算法不能够被应用于精准诊断,以及量化计算该算法本身的设计原理决定了它的应用仅限于定性判读

而且虽然在此次研究中,每一种切片的数量都在万张左右,和目前精细标注的强监督学习比起来,仿佛在数据层面占尽优势,但是这是弱监督学习达到高准确率的必然要求

而监督学习不需要上万张这样单纯的切片数量,因为算法需要的是细胞种类的多样性病理AI在特定问题上的高性能,还是得依赖精细标注,而不是弱标注的超大数据。

毋庸置疑,精细标注当然需要病理医生的参与,所以我们只能说病理AI可以辅助病理医生并减轻其负担,并不是不再需要病理医生。

前景广阔,道阻且长

在病理行业,AI也有着广阔的应用前景。

无需赘述,病理诊断是医学界公认的最可信赖、重复性最强、准确性最高的诊断标准,是目前任何手段都无法替代的终末诊断,也是指导临床治疗和预后评估的最可靠依据。

而我国病理行业面临着医疗资源分布不均、人才严重短缺的现象。2018年第八届中国病理年会发布的信息显示,注册病理医师总数只有1.7万多人,缺口近10万人,而且水平参差不齐,远远跟不上临床发展的需要。

AI病理诊断可以帮助实现病理诊断标准的同质性、一致性和可靠性,大大减轻病理医生工作负担,提升基层医疗机构的病理诊断水平,帮助病理医生精确诊断,促进优质病理资源的均衡分布和高效利用。这也符合国家对本轮新医改提出的目标:通过远程等信息化手段促进医疗资源的合理流动和科学配置。

总的来说,针对病理AI的主要研究领域有三部分


第一,开发基于AI技术的病理诊断模型,以提高医生的诊断效率,提高微小病变和疑难病例的识别能力。

第二,病理组学,从病理中提取对诊疗有用的特征,进行定量化分析,发现病理特征和诊疗之间的关联性。

第三则是更高级的功能,利用病理数据来开发基于AI技术的病理预后预测模型,预测治疗的效果以及五年的总生存率。

这是一个非常大的市场,有着广阔的发展前景。据悉,上文中提到的Fuchs博士创办了癌症AI诊疗公司Paige,目前已有相关产品获FDA突破性设备认

近年来,中国的AI病理取得了一定的进展,但AI病理数据量大、诊断标准多,需要由简单到复杂,由单病种到多病种。受限于技术发展、接受程度和使用成本等制约,我国的数字病理诊断与国外相比还存在一定的差距,所以还有很长的路要走。

关于衡道病理

作为国内首家独立第三方病理诊断中心,衡道病理拥有目前我国境内单体最大的病理实验室,合作医院广泛覆盖,丰富的落地场景和数据资源为病理AI研发提供了得天独厚的优势。

依托AI专业团队和技术储备,衡道病理正在构建整个病理行业在人工智能时代的基础设施:大规模病理人工智能训练资源库—— PathHub™肿瘤病理大数据平台,其高质量的数据以及专业的医学标注能力也得到了包括MICCAI等世界顶级学术会议及世界人工智能大会的认可。

参考来源:

https://www./blog/researchers-report-milestone-use-artificial-intelligence-pathology

https://www./articles/s41591-019-0508-1

https://www.

了解更多衡道病理资讯,欢迎访问官网:https://www.

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