肝癌患者的福音人工智能挑战沉默杀手

肝癌患者的福音 人工智能挑战沉默杀手 [标签:url] [标签:科室] 摘要：由于患者知识的局限性，大量患者就诊时都是出现症状的晚期 ，且大部分患者不能进行切除手术。北京清华长庚医院院长董家鸿院士曾在中国肝癌领导力论坛上指出，就诊的时候可以手术的病人，不到25%，所以手术应用很有限。 新农合体检发现肝功能异常，体检报告到患者手里却“迟到”5个月，再去医院复查，患者已是肝癌晚期。近日，这起发生在如东县袁庄镇让人匪夷所思的事件，引起广泛关注。 早期肝癌发现率不高，病情进展迅猛，有人说，肝癌是一种具有“中国特色”的恶性 。据世界卫生组织发布的《全球癌症报告》显示，2018年全球新发肝癌人数约为84万人，中国占比55%，其中，只有不足20%的患者能活过5年。 与此形成强烈对比的是早期肝癌治愈率，倘若患者在发病早期及时治疗，肝癌治愈率高达80%以上。因此，肝癌的早期筛查诊断成为破题关键，但这并不简单。 沉默的杀手 作为常见的恶性 之一，肝癌常被称为“沉默的杀手”。 这是因为肝癌早期症状不明显，患者没有特别明显的疼痛或症状，容易受到忽视。同时，由于肝脏强大的“代偿”功能，只要有30%～40%的肝脏是完好的，就可以保证机体的正常功能。 当肝癌用你看得到的方式，告诉你它的存在时，已经晚了。“曾经有病人因牙龈长了个大瘤子前来就诊，手术切除后做活检，却发现原来是肝癌转移，作为罪魁祸首的肝脏，居然只有一颗极小的 ”，这样的病例并不少见。 由于患者知识的局限性，大量患者就诊时都是出现症状的晚期 ，且大部分患者不能进行切除手术。北京清华长庚医院院长董家鸿院士曾在中国肝癌领导力论坛上指出，就诊的时候可以手术的病人，不到25%，所以手术应用很有限。 恶性度高、病情进展快，治疗难度大、 比较差，一般晚期肝癌患者诊断后的生存时间仅为3-6个月。大部人发现肝癌时，就意味着生命即将结束，这或许就是肝癌令人恐惧之处。 事实上，想要早期发现肝癌并不难，只需抽血进行肝功能、血清甲胎蛋白（AFP）及肝脏彩超检测，就能发现“蛛丝马迹”，但筛查手段并非完美落地。 福建孟超肝胆医院东南肝胆大数据研究所郭鹏飞所长表示，中国80%的肝癌患者，与肝炎病毒感染相关，缺乏定期检查的意识，导致肝癌确诊周期过长。同时，由于基层医生和影像科医生经验能力不一，在实际临床工作中，漏诊往往无法避免。 临床对于 的判断以及影像报告的准确性，主要依赖于医生的知识经验积累。不同的医院不同的医生，有可能给出不同的解读结果，同质化医疗的可及性也是国家、行业亟待解决的难题。 如今，人工智能技术被广泛应用在各行各业，医疗健康领域更是重要应用场景之一。业界认为，在提升医疗水平、推动医疗同质化、助力优质医疗资源下沉和癌症早筛早诊等方面，AI或将成为一味济世良药。 一鸣惊人的突破 5月8日，坐在福州开往北京的高铁上，李津辰仍有些心潮澎湃，不时与身边同伴讨论比赛细节，虽然他所在的福大（福州大学）-零氪科技团队刚刚荣膺肝癌影像AI诊断桂冠，并斩获最佳商业潜力奖。 时间倒回2018年底，李津辰获知作为数字中国建设峰会的核心赛事，“2019数字中国创新大赛”聚焦大数据、人工智能等新一代信息技术，含金量不言而喻。而《大数据医疗-肝癌影像AI诊断》赛题，与他所在团队探索方向不谋而合，他们认为“机会来了”。 在主力军多为85后的团队中，李津辰和罗翔主要负责肝癌AI诊断方向的探索，不仅拥有技术能力，对肝癌影像的相关医学知识也有丰富积累。此前负责肺癌诊疗一体化系统开发的算法专家罗祥凤，也作为技术指导，与福州宜星的李保晟以及福大研二学生陈癸旭，一同组建了福大-零氪科技团队，报名参赛。 “这次比赛不单单是AI算法的竞赛，更需要医疗行业知识的支撑。”李津辰的感悟不无道理。福建医科大学孟超肝胆医院院长刘景丰在阐述赛题时提到，“图像算法在医学影像尚无成熟应用，尤其在肝癌CT影像方面面临挑战，一是肝癌影像表现多样，如巨块型、结节型、弥漫型和小癌型；二是肝癌伴有复杂肝病背景，如肝硬化、脂肪肝、酒精肝等；赛题训练集的各种肝癌数据不均衡，增加了判断难度。” 上述数据难点，给参赛选手造成了不少技术门槛。“数据不但具有多样性，数据中还混合了增强扫描CT的多期影像数据，不同期的特征是不同的，”李津辰和队友发现，以往肺癌AI影像诊断赛题，多为标注病灶信息的数据，但此次赛题出题方提供的数据，并无病灶相关信息，无形中提高了赛题难度，“肝脏良恶性判别的相关研究很少，可以借鉴和参考的资料十分有限。” 因此，谁能对问题有更好的理解，拿出开创性的技术方案，成为比赛焦点与制胜关键。 越是困难，越有挑战的动力。历时3个多月的赛程，福大-零氪科技团队针对每一个难点，都提出了特定的解决方案，多种新方案不断迭代更新。“终于明白什么是夜以继日了，周末几乎都没有休息，”李津辰笑称，“线上初赛的紧张感非比寻常，要不断打磨方案模型，提高准确率，以防被人模仿或超越。” 最终，福大-零氪科技团队创新性提出了多尺度联合投票模型，从1397支参赛队伍中脱颖而出，在线上初赛中拿到了A、B榜的双冠，昂首挺入福州分区决赛，并与其余9支队伍展开激烈对决后，获得总决赛的晋级名额。 总决赛上，团队不但给出了准确率高达90%以上的解决方案，并在真实世界肝癌数据中，验证了方案具有较高的泛化能力。为了让方案不单单停留在理论层面，真正应用到临床实际场景中辅助医生，团队还开发了国内首个综合的肝癌AI辅助诊断系统。 据悉，该系统包括肝脏轮廓分割、病灶检出病勾勒轮廓、病灶数量信息统计、患者维度良恶性判断、多期影像对比阅片、结构化诊断报告等功能，对基层医疗机构开展肝癌的早筛早诊，辅助提高临床或影像科医生诊断效率与能力，帮助患者减少造影剂使用和增强CT拍摄期数等方面，具有现实应用价值。