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人工智能难懂X光片

稿件来源:中国科学报 晋楠 责任编辑:ICAC 发布时间:2019-06-20

  人工智能(AI)有望颠覆医学实践,提高放射学和病理学等依赖图像的专业诊断的效率和准确性。随着这项技术的飞速发展,专家正在努力解决它的潜在缺点。“利用这项技术开展工作后,我看到了很多可能失败的地方。”美国加州大学圣迭戈分校放射科医生Albert Hsiao说,他开发了读取心脏图像并提高图像质量的算法。一个主要担忧是:大多数人工智能软件都是在一家医院设计和测试的,而当它们被转移到另一家医院时,就有可能出现问题。

  今年5月,美国政府科学家、监管机构和医生在《美国放射学会杂志》发表了一份路线图,描述了如何把基于科研的人工智能转化为对患者更好的医学成像。研究人员还敦促,在构建和测试人工智能算法方面加强跨学科合作,在算法抵达患者之前对其进行深入验证。Hsiao说,目前,即便旁边有一台机器嗡嗡作响,“无论如何,我还是想要一名人类医生”。

  当科学家向一些算法输入成百上千张图像时,比如乳房X光片,这些算法就会学习如何训练这种技术,使其比人类更快、更准确地识别模式。但纽约市西奈山医院的神经外科医生Eric Oermann探索了这种算法的一个缺点:与患者的其他特征、MRI机器品牌,甚至扫描仪的角度等相比,它们识别的信号与疾病的关联度更低。

  Oermann与同事建立了一个检测患者肺炎模式的数学模型,并用西奈山医院患者的X光片对其进行了训练。其中34%的X光片来自西奈山医院受感染的患者。当在西奈山医院另一批患者的X光片上进行测试时,该算法能够以93%的准确度检测出肺炎。Oermann也在另外两个站点的数万张X光片上进行了测试,包括美国国立卫生研究院临床中心和印第安纳州患者护理机构,这些医院的病人肺炎发病率刚刚超过1%。研究发现,其识别的成功率下降了73%至80%。“效果不太好,因为其他医院的病人不一样。”Oermann说。

  尽管如此,美国食品药品监督管理局(FDA)已经批准了一些算法。Hsiao创建的一种算法是在心脏MRI上测量心脏大小和血流情况。让他沮丧的是,手工分析数据至少要花6个小时,所以他回到了计算机科学专业,编写了软件。随后他在加州旧金山成立了Arterys公司,并在约6个月内获得了FDA的批准。目前,Hsiao正在研究一种算法,使其通过绘制在肺部的潜在位置更容易地找到肺炎。

  但他说,拍板的依然是医生,而不是机器,人依然凌驾于技术之上。“如果我认为这不是肺炎”,Hsiao说,“那就不是。”

 
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