人工智能（Artificial Intelligence，A．I．）正在逐漸超越人類的能力,。自動駕駛汽車用A．I．來完成駕駛,，有時能比人類操作更安全。電子商務(wù)使用A．I．為客戶量身定制廣告,，比任何市場分析員都要精準,。很快，人工智能會被用來“識別”生物醫(yī)學(xué)圖像,，比任何一個醫(yī)學(xué)人員還要準確,。

　　美國賓夕法尼亞州伯利恒市的里海大學(xué)（Lehigh University）最近在《Pattern Recognition》雜志發(fā)表了一項研究成果。這是一種有潛力比目前臨床常用的Pap（子宮頸抹片）和HPV（人乳頭瘤病毒）宮頸癌篩查檢測還要準確的人工智能圖像檢測技術(shù),，有望提供更早期的宮頸癌檢測,。

　　Xiaolei Huang博士是里海大學(xué)計算機科學(xué)與工程系的助理教授，她的實驗室關(guān)于圖像數(shù)據(jù)仿真與分析,，專門研究人工智能在圖像的應(yīng)用識別,，研發(fā)能像人類一樣理解圖像的計算機技術(shù)。Huang教授認為“人類與計算機是非?；パa的,。這就是人工智能的意義?！彼壳暗闹匾ぷ骶褪墙逃嬎銠C識別生物醫(yī)學(xué)圖像,。

　　在醫(yī)療資源匱乏的地區(qū)，Pap或HPV篩查會因為價格而難以普及,，因此基于子宮頸照片的篩查手段就變得很有臨床應(yīng)用前景,。問題是，可見病變和高分期腫瘤的相關(guān)性不強,，以及對可見病變分級的專家意見不統(tǒng)一,，使得子宮頸照片的臨床診斷價值打了一個問號。

　　▲高危型HPV病毒感染會導(dǎo)致宮頸癌（圖片來源：nutritionreview．org）

　　Huang教授認為計算機算法可以采用視覺信息改進病變分級準確性問題,，這個猜想經(jīng)過10年的努力,，被證明是正確的,。

　　計算機學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)來自美國癌癥研究院（NCI）的10000名匿名女性宮頸圖片資料庫，含有大量數(shù)字宮頸照相圖片（一種宮頸的無創(chuàng)檢測手段）,。研究團隊從資料庫中挑選了1112個樣本,，其中345個是中度至重度增生（高分期，很有可能會發(fā)展為宮頸癌）,，767個是陰性（低分期,，輕度增生，可自愈）,。

　　為了確定癌癥篩查最有用的特征,，研究團隊手工打造了金字塔特征（人工識別的基本組件），提取三個維度的數(shù)據(jù)——PHOG編碼病變的邊緣和梯度信息,，PLAB捕捉膚色信息,，PLBP抓取組織信息。同時采用深度學(xué)習(xí)的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（convolutional neural networks,，CNN）來研究宮頸癌分類,。經(jīng)過大量的宮頸圖片訓(xùn)練，該系統(tǒng)最終建立了宮頸上皮肉瘤樣病變（cervical intraepithelial neoplasia,，CIN）圖像分類算法,，這種宮頸表面的鱗狀細胞異常增生是宮頸癌的癌前病變。

　　▲人工智能有望助力人類攻克更多疾病的早期診斷（圖片來源：ZDNet）

　　據(jù)研究人員介紹,，這種人工智能方法比現(xiàn)有的宮頸癌篩查方法（包括Pap和HPV）在敏感性（陽性正確率）和特異性（陰性正確率）上都提高了10％,，有望為現(xiàn)有的宮頸癌篩選方法增加另一種經(jīng)濟實惠的選擇。

　　目前,，該研究團隊正在尋求資金開展進一步的臨床試驗,。如果能以更低的成本實現(xiàn)篩查，則有望用于欠發(fā)達國家,，據(jù)統(tǒng)計全球80％的宮頸癌死亡案例來自這些地區(qū),。