《電子技術(shù)應(yīng)用》
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AI,,會(huì)讓放射科醫(yī)生下崗嗎,?

2019-03-16
關(guān)鍵詞: 放射科醫(yī)生 AI

  讓一個(gè)機(jī)器人透視你的身體,洞察你體內(nèi)的蛛絲馬跡,,比經(jīng)驗(yàn)豐富的老教授更快更準(zhǔn)地找出你的沉疴暗疾,,你是會(huì)覺得驚悚還是幸運(yùn)?

  在人工智能熱潮興起之初,,吳恩達(dá)(Andrew Ng),、Jeffery Hinton等多位AI大佬放言,醫(yī)療領(lǐng)域AI會(huì)讓放射科醫(yī)生下崗失業(yè),。

  在2019年的今天,,才來談?wù)揂I+醫(yī)療,好像顯得有些不合時(shí)宜,。畢竟,,至少早在2017年起,智慧醫(yī)療的火焰已是如火如荼,。

  仿佛不遠(yuǎn)的未來,,你就能和機(jī)器人醫(yī)生面對面,由絕對精確的機(jī)器智能為你作出診療,。

  然而,,時(shí)至今日,智慧醫(yī)療最大的突破,,仍然主要限于基于計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的醫(yī)療影像輔助診斷之上,。AI,距離完全取代醫(yī)生,,可能還差了一個(gè)比鄰星到地球的距離,。

  在這一情況之下,聚焦于最為成熟的醫(yī)療影像AI領(lǐng)域,,談?wù)凙I在做什么,,AI公司在做什么,可能顯得更為重要,。

  聚焦:醫(yī)療影像+AI

  從公司門口的人臉識(shí)別到你手機(jī)里欺世盜貌的美顏相機(jī),,再到讓李彥宏吃下罰單的自動(dòng)駕駛,這些AI新浪潮的背后站著的,,都是由深度學(xué)習(xí)驅(qū)動(dòng)的計(jì)算機(jī)視覺技術(shù),。

  從這里出發(fā),當(dāng)你在考慮AI如何應(yīng)用在醫(yī)療中時(shí),,首先想到的可能就會(huì)是:

  如何將在自然圖像下日趨成熟的深度學(xué)習(xí)算法應(yīng)用于醫(yī)療之中,?

  這個(gè)問題不難回答。

  即使你從未進(jìn)過醫(yī)院影像科,也應(yīng)該對CT,、核磁共振(MRI),、B超等等檢查有所耳聞。這些檢查就像一臺(tái)特殊的照相機(jī),,借助射線和聲波為你體內(nèi)的器官骨骼留下倩影,,幫助醫(yī)生對人體內(nèi)的真實(shí)情況作出判斷。

  隨著低劑量螺旋CT,、核磁共振等技術(shù)的發(fā)展和推廣,,影像檢查正變得更為安全、高效,、準(zhǔn)確,,也更廣泛地應(yīng)用于定期體檢和疾病診斷之中。僅2016年,,全球診斷成像設(shè)備市場價(jià)值就高達(dá)227億美元,,增長率為2%。海量的醫(yī)療影像數(shù)據(jù)在幫助診斷之余,,也讓影像科醫(yī)生的負(fù)擔(dān)日益加重,。

  就以常見的CT來說,,在影像醫(yī)療領(lǐng)域,,CT是一個(gè)大趨勢,所有的東西都能看清楚,,但拍一次下來就有300多張影像,,一個(gè)醫(yī)生看下來是非常消耗時(shí)間和精力的。所以衍生出來的一個(gè)問題就是——需要大量的醫(yī)生來“看片”,。

  深度學(xué)習(xí)AI算法的用武之地正在于此,。

  計(jì)算機(jī)輔助診療技術(shù)(Computer Aided Diagnosis: CAD)借助機(jī)器視覺算法,對醫(yī)療影像進(jìn)行自動(dòng)分析,,幫助醫(yī)生鎖定病灶,,提供診斷建議和依據(jù)。傳統(tǒng)上,,基于人工設(shè)計(jì)規(guī)則的算法在功能,、準(zhǔn)確度和速度上均有較多局限。深度學(xué)習(xí)算法的引入,,讓CAD的應(yīng)用場景大大擴(kuò)展,。從早期癌癥篩查到心血管異常,從神經(jīng)疾病診斷到骨骼肌肉損傷,,CAD系統(tǒng)的AI化浪潮已是如火如荼,。

  風(fēng)口回歸,競爭進(jìn)入后半程

  新技術(shù)的浪潮牽動(dòng)千萬病人的健康,亦牽動(dòng)資本涌動(dòng),。

  據(jù)估計(jì),,到2023年,AI+醫(yī)療影像的市場規(guī)模將超過20億美元,。諸多創(chuàng)業(yè)企業(yè),、互聯(lián)網(wǎng)巨頭、醫(yī)療影像器械廠商紛紛投入重金,,力求在這一戰(zhàn)場占據(jù)一席之地,。

  不過在2019年的今天,前兩年的資本風(fēng)口漸漸回歸理性,,賽程進(jìn)入后半場,。

  截止至2018年上半年,AI醫(yī)療影像初創(chuàng)企業(yè)已經(jīng)募集逾5億美元資本投入,,資本從新興初創(chuàng)逐漸轉(zhuǎn)向晚期創(chuàng)業(yè)企業(yè),。縱觀這一領(lǐng)域,,整個(gè)2018年上半年,,僅有加拿大醫(yī)療影像企業(yè)Circle Cardiovascular Imaging獲得A輪融資,其他各企業(yè)均已進(jìn)入B輪或之后的成熟階段,。

  從戰(zhàn)略方向上來看,,企業(yè)也多由早期技術(shù)積累轉(zhuǎn)向產(chǎn)品落地,企業(yè)與醫(yī)院的合作,、落地成為主議題,,AI+醫(yī)療影像日趨成熟。

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  基于AI的醫(yī)療影像分析軟件市場規(guī)模

  AI+醫(yī)療,,還是醫(yī)療+AI,?

  與自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的“車廠對陣AI巨頭”的陣勢頗有相似,在醫(yī)療影像AI領(lǐng)域,,傳統(tǒng)影像器械商和AI科技企業(yè)的雙向競技也正如火如荼,。

  以西門子(Siemens)、通用電氣(GE)等為首的傳統(tǒng)醫(yī)療影像器械廠商,,正依靠其硬件和數(shù)據(jù)優(yōu)勢,,對其傳統(tǒng)影像分析算法進(jìn)行“AI化”迭代升級(jí),為醫(yī)院提供整合性更強(qiáng)的一站式解決方案,。

  西門子的AI-Rad系統(tǒng)針對胸部CT影像,,提供多方面的測量、定位和自動(dòng)報(bào)告生成功能,。比如,,借助影像分割技術(shù),,找出胸部CT影像中大動(dòng)脈的像素級(jí)定位,實(shí)現(xiàn)對動(dòng)脈直徑等多方面的自動(dòng)化測量,。該系統(tǒng)還利用目標(biāo)檢測技術(shù),,對體內(nèi)器官的各項(xiàng)異常進(jìn)行定位和初步診斷。

  在早期肺癌篩查中,,AI可以準(zhǔn)確地識(shí)別出肺部小結(jié)節(jié)的位置所在,,并對結(jié)節(jié)進(jìn)行初步分析,幫助醫(yī)生盡早做出診斷,,大大提升早期肺癌的發(fā)現(xiàn)率,。根據(jù)美國國家肺部篩查試點(diǎn)研究組的研究數(shù)據(jù),借助肺結(jié)節(jié)早期篩查,,逾20%的肺癌罹難者將有機(jī)會(huì)幸免于難,。

  除去AI技術(shù)上的轉(zhuǎn)型,器械廠商對AI的系統(tǒng)化整合,,成為他們在競爭中脫穎而出的重要法寶,。2018年底,GE發(fā)布了Edison AI開發(fā)平臺(tái),,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù),、算法、硬件之間的無縫整合?,F(xiàn)時(shí),,平臺(tái)已經(jīng)上線48個(gè)影像分析應(yīng)用,為研發(fā)部門整合多來源,、多模態(tài)的海量數(shù)據(jù)源,,亦為醫(yī)院提供各細(xì)分領(lǐng)域的輔助診斷服務(wù),。

  長遠(yuǎn)來看,,Edison的野心并不止于此。GE計(jì)劃將平臺(tái)對外開放,,讓合作開發(fā)者加入算法研發(fā),,打造AI醫(yī)療影像的“AppStore”生態(tài),促成AI醫(yī)療影像技術(shù)的更好發(fā)展,。

  相比傳統(tǒng)器械廠商的系統(tǒng)優(yōu)勢,,醫(yī)療影像領(lǐng)域的AI技術(shù)公司便更多依靠自身算法突破建立競爭護(hù)城河。

  其中,,較大規(guī)模的創(chuàng)業(yè)企業(yè)和AI巨頭企業(yè)們,,選擇多領(lǐng)域發(fā)力,在各方面與傳統(tǒng)器械廠商展開正面角逐,。

  在美國市場上,,以色列一家AI醫(yī)療影像公司Zebra Medical Vision推出了從骨骼,、乳腺到肺部、心血管的多器官診斷產(chǎn)品,,意圖建立自身生態(tài),。

  中國創(chuàng)業(yè)企業(yè)亦然。作為國內(nèi)醫(yī)療影像AI領(lǐng)域估值最高的推想科技,,推出了InferRead全系解決方案,,覆蓋腦部、肺部,、骨骼等全部位影像診斷,。

  Zebra Medical Vision:骨骼診斷產(chǎn)品

  較小規(guī)模的創(chuàng)業(yè)公司,則多聚焦垂直領(lǐng)域,,在單一器官或單一病癥上建立自己的技術(shù)優(yōu)勢,。

  英國一家初創(chuàng)企業(yè)Brainomix便是其中典型例子。它專注腦部影像分析,,在中風(fēng)的診斷與輔助治療中建立起自身的獨(dú)特優(yōu)勢,,找到自己的發(fā)展方向。

  Brainomix:腦部影像分析系統(tǒng)

  英偉達(dá)旗下孵化的一家初創(chuàng)企業(yè)ImFusion則獨(dú)辟蹊徑,,借助AI影像生成技術(shù),,開創(chuàng)了從二維平面超聲影像生成三維立體模型的新方法。他們以對應(yīng)病人的二維超聲影像和三維CT影像作為訓(xùn)練數(shù)據(jù),,讓AI找到二維和三維影像之間的潛在聯(lián)系,,從而幫助醫(yī)生更好地理解、感知病人體內(nèi)的狀況,。

  專注于特定垂直領(lǐng)域,,小企業(yè)更容易找到自身競爭突破點(diǎn),卻也留下了產(chǎn)品功能單一化的缺憾,,產(chǎn)品的落地應(yīng)用大大受限,。這一情況下,中小企業(yè)往往要與器械廠商或AI巨頭展開合作,,將自身技術(shù)與生態(tài)平臺(tái)相融合,,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的大規(guī)模落地部署。

  目前來看,,AI+醫(yī)療影像領(lǐng)域仍將長期處于競爭與合作交織,,技術(shù)和產(chǎn)品共同推進(jìn)的百花齊放階段。

  作為醫(yī)療影像領(lǐng)域的后發(fā)選手,,中國在影像器械的賽道上,,起步較晚,暫時(shí)缺席,。不過,,在AI算法的競技中,,依托本土AI人才和海量醫(yī)療數(shù)據(jù),以推想科技,、匯醫(yī)繪影為代表的中國初創(chuàng)企業(yè)們已經(jīng)成功找到自己的發(fā)展方向,。不僅如此,騰訊,、阿里,、商湯等AI巨頭企業(yè)也紛紛向醫(yī)療影像領(lǐng)域持續(xù)發(fā)力,彎道超車未來可期,。

  競業(yè)者更是同盟軍

  所以,,在2019年的今天,AI會(huì)讓放射科醫(yī)生下崗嗎,?

  如今看來,,雖然醫(yī)療影像AI已經(jīng)取得長足進(jìn)展,取代放射科醫(yī)生仍顯得言之甚早,。

  一方面,,由于數(shù)據(jù)的限制,醫(yī)療影像AI的適用面仍然較窄,。目前只有針對肺部結(jié)節(jié),、腦部腫瘤、骨科等少部分領(lǐng)域的AI技術(shù)相對成熟,,大大限制了醫(yī)療影像AI的臨床應(yīng)用,。

  另一方面,深度學(xué)習(xí)本身的“黑盒”,、不可解釋的特性使得我們難以對其結(jié)果進(jìn)行分析歸因,。不論是出于安全性還是醫(yī)學(xué)倫理上的考慮,醫(yī)療影像AI在可預(yù)見的未來里仍只能扮演助理角色,,難以成為最終的決策者,。

  除此之外,醫(yī)療影像的分析并不只依賴于圖像自身,。醫(yī)生在對影像進(jìn)行診療時(shí)會(huì)結(jié)合病人的病史,、其他檢查、疾病的相關(guān)醫(yī)學(xué)知識(shí)進(jìn)行綜合考量,。

  相比之下,醫(yī)療影像AI大多情況下只能依靠圖像內(nèi)在的特征進(jìn)行判斷,,使得較復(fù)雜的,、與影像形態(tài)不直接相關(guān)的病情分析效果不佳。

  不過,,作為醫(yī)生的助手,,AI的精準(zhǔn)檢測可以有效減少漏診情況,,幫助醫(yī)生快速定位相關(guān)病灶。自動(dòng)生成的影像分析等數(shù)據(jù)資料也可以為醫(yī)生提供良好的參考,,大大提升他們的工作效率,。這一點(diǎn),在各醫(yī)院影像檢查數(shù)量均大幅增長的現(xiàn)在,,顯得尤為重要,。

  除此之外,放射科醫(yī)生其實(shí)還扮演著AI的人生導(dǎo)師角色,。深度學(xué)習(xí)算法需要大量的標(biāo)注數(shù)據(jù),,這需要放射科醫(yī)生的鼎力支持。比如在肺結(jié)節(jié)篩查任務(wù)中,,醫(yī)生需要預(yù)先標(biāo)注成百上千張CT影像里的肺結(jié)節(jié)的具體位置,、類型。借助這些訓(xùn)練數(shù)據(jù),,算法才能最終找到這些結(jié)節(jié)的隱含特征,,實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的檢測、分析,。

  目前看來,,這場AI+醫(yī)療影像的變革,更多地是從普通馬到汗血寶馬式的漸進(jìn)性進(jìn)化,,而非從馬匹到汽車的時(shí)代革命,。

  與其擔(dān)憂被取代下崗,放射科醫(yī)生更應(yīng)理性看待AI熱潮,,摒除“人工智能”這一名字的神秘光環(huán),,理解AI的長處與不足,讓它成為工作的重要助力,。


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