人类完败……诊断乳腺癌,30小时病理分析竟不如谷歌AI准确

过去几年,人工智能与深度学习正在快速改变整个世界。在医疗健康领域,用于疾病诊断和病理分析的人工智能层出不穷。作为人工智能的先驱者与领军者之一,谷歌自然不会错过这一正在蓬勃发展的新方向。近日,来自谷歌、谷歌大脑与Verily公司的科学家们开发出了一款能用来诊断乳腺癌的人工智能,它的表现甚至超过了专业的病理学家。

人工诊断的局限

许多疾病的诊断依赖于病理学家对于组织切片的分析,这也成为了疾病诊断的黄金标准。对乳腺癌患者来说,病理学家将用显微镜镜检的方法,仔细观看乳腺旁的淋巴结,寻找肿瘤的痕迹。根据镜检的结果,病理学家将告诉患者乳腺癌所处的阶段,以及肿瘤是否发生转移。这些分析直接决定了患者要采取的治疗手段与疾病管理方法。据估计,全美每年有23万乳腺癌患者需要接受这样的诊断,聆听医生对她们命运的宣判。

然而,这样一个足以影响生命的环节,却有着很大的先天不足。

首先,人工诊断很容易出错。许多研究人员发现,即便是对于同一名病人,不同病理学家给出的诊断也往往会有很大不同:一篇2015年的论文发现,不同病理学家对乳腺癌诊断的一致率只有75.3%。在某些异型乳腺癌中,诊断的一致率竟下降到了48%,不足一半。可想而知,不少患者面临着误诊的风险,这也无疑让正在与死神赛跑的患者绕了弯路,使病情雪上加霜。

其次,尽管病理学家并非尽善尽美,要培养出这样一名人才却绝非一朝一夕之功。在经过基础的医学院学习后,这些专家必须经过数年的训练,才能掌握足够的经验,学会分析病理切片的技巧。在医疗资源不足的地区,想要得到诊断,都是一种奢望。

科学家们表示,这两大先天不足的背后,有着一个共同原因——这些病理学家需要处理的信息太多了。对于单独一名患者来说,这些切片的数量就不止一张,而每一张切片在显微镜下都含有数百亿个像素。这是一个什么样的概念呢?谷歌的一则报道为我们做了一个比方。假设我们有1000张含有数千万像素的高清照片,你要有能力辨别这1000张照片中,哪一个像素可能出了问题。

对于普通人类来说,这基本上是个不可能完成的任务。更何况,病理学家用来分析切片的时间非常有限。这也就解释了为何要花上几年时间才能训练出一名病理学家,也能解释为何不同病理学家可能会对同一名患者的切片做出不同判断。

但对人工智能来说,这不是一个问题。

人工智能的奇迹

在诸多人工智能中,基于卷积神经网络的系统在图像识别上早已彰显出自身的力量。此前,《自然》封面曾报道了一款能诊断皮肤癌的人工智能,它的特异性和灵敏度甚至超过了人类皮肤科的专家。既然病理切片也能被处理成数码图像,人工智能能否被用来分析切片,并诊断乳腺癌呢?

谷歌和Verily的科学家们做了一个尝试。由于单张切片的照片过于庞大,他们将这些图像分割成了数万至数十万个128x128像素的小区域,每个小区域内可能含有数个肿瘤细胞。随后,他们提供了许多肿瘤组织与正常组织的病理切片,供人工智能学习。最终,这款人工智能掌握了一项像素级的技巧——它能分辨出单个小区域内被标注为“肿瘤”的像素,从而将整个小区域标注为“肿瘤区”。这能有效将肿瘤组织与健康组织区分开来。

学习完毕后,这款人工智能迎来了实战。科学家们邀请了一位病理学家,并让他与人工智能进行一场比赛。这名病理学家花了整整30个小时,仔细分析了130张切片,并给出了他的诊断结果。在随后基于灵敏度(找到了多少正确的肿瘤)和假阳性(将多少正常组织诊断为肿瘤)的评分中,这名病理学家的准确率为73.3%。

人工智能交出的答卷是88.5%,完胜人类。

更重要的是,这款人工智能可以得到很好的推广,而不用局限于测试用的图片。研究人员发现,即便是利用不同医院不同扫描仪获取的病理切片,这个系统也能很好的工作。

然而科学家们也谨慎地指出,这并不代表病理学家将被人工智能所取代。人类病理专家的知识与经验更广——尽管人工智能在特定的工作中表现出色,它却不适合用于未经训练的项目。举例来说,如果想要开发针对炎症反应、自身免疫疾病、或其他癌症的诊断系统,这款人工智能是无法胜任的。因此,研究人员建议,我们应让人工智能与病理学家形成互补,提高人工诊断的效率与可靠度。这样一来,医生们可以很快找到潜在的肿瘤区域,并确定肿瘤的大小。

这项研究彰显了一个充满希望的开端。谷歌的研究人员希望通过分享这一工作,能加快将研究转化为医学产品的进程。我们祝愿早日看到更多人工智能在生活中的应用。

参考资料

[1] Assisting Pathologists in Detecting Cancer with Deep Learning

[2] Detecting Cancer Metastases on Gigapixel Pathology Images

来源:药明康德(微信号 WuXiAppTecChina)

为你推荐

恩凯赛药完成数千万元A++轮融资,加速推进NK细胞免疫产品管线资讯

恩凯赛药完成数千万元A++轮融资,加速推进NK细胞免疫产品管线

近期,恩凯赛药(上海恩凯细胞技术有限公司)宣布完成数千万元A++轮融资,本轮融资由三生制药领投,张科禾润、易津资本等跟投。本轮募集的资金将用于加速推进恩凯赛药在研产品管...

2024-11-22 09:22

CDE:细胞治疗产品临床药理学研究技术指导原则(试行)资讯

CDE:细胞治疗产品临床药理学研究技术指导原则(试行)

本指导原则所涵盖的细胞治疗产品是指来源、操作和临床试验过程符合伦理要求,按照药品管理相关法规进行研发和注册申报,用于治疗疾病的人体来源活细胞产品。

2024-11-21 22:11

又一款针对晚期肺癌的创新药获批上市资讯

又一款针对晚期肺癌的创新药获批上市

日前,根据国家药监局官网信息显示,晨泰医药申报的1类创新药盐酸佐利替尼片(商品名:泽瑞尼)获批上市,用于具有表皮生长因子受体(EGFR)19号外显子缺失或外显子21(L858R)...

2024-11-21 16:04

万泰生物九价HPV疫苗男性临床试验申请获批资讯

万泰生物九价HPV疫苗男性临床试验申请获批

近日,万泰生物发布公告称,公司全资子公司厦门万泰沧海生物技术有限公司(下简称:万泰沧海生物)收到国家药品监督管理局下发的《药物临床试验通知书》(通知书编号:2024LP025...

2024-11-21 13:31

百济神州,达成了一项和解资讯

百济神州,达成了一项和解

近日,百济神州美股发布临时公告宣布,其两家子公司BeiGene USA,Inc 和BeiGene Switzerland GmbH(与百济神州有限公司合称“百济神州”)与MSN Pharmaceuticals,Inc 和MSN...

2024-11-21 08:54

山西公布2023 年国谈药品(竞价药品)同通用名药品(第二批)医保支付标准资讯

山西公布2023 年国谈药品(竞价药品)同通用名药品(第二批)医保支付标准

国谈药品(竞价药品)同通用名药品(第二批)医保支付标准。

2024-11-20 20:40

TPP亚太区总裁叶惠琦:以AI赋能医疗,推动“一人一生一份电子病历”理念中国落地资讯

TPP亚太区总裁叶惠琦:以AI赋能医疗,推动“一人一生一份电子病历”理念中国落地

作为英国NHS(英国国家医疗卫生体系)首选的医疗解决方案与服务供应商,TPP凭借其前沿的理念和创新的技术,正加速在中国市场深耕,推动中国医疗服务的信息化、智慧化进程。

文/张蓉蓉 2024-11-20 15:51

将获超4000万美元现金付款,博奥信2款自免资产授权出海资讯

将获超4000万美元现金付款,博奥信2款自免资产授权出海

日前,博奥信生物宣布与Aclaris Therapeutics就BSI-045B和BSI-502达成全球(除大中华区外)独家授权协议。根据协议条款,博奥信将获得超过4000万美元的现金付款,作为首付款以...

2024-11-20 14:19

中国心梗救治日|欧翎先锋赋能基层药师,共筑基层血脂科学管理资讯

中国心梗救治日|欧翎先锋赋能基层药师,共筑基层血脂科学管理

目前,我国血脂异常患病率较高,但知晓率、治疗率与达标率均处于较低水平,居民血脂管理亟待加强。

2024-11-20 13:12

因美纳宣布扩展TruSight Oncology产品线资讯

因美纳宣布扩展TruSight Oncology产品线

最新解决方案将亮相于分子病理学协会年度会议,以实现对肿瘤的全景变异分析。由因美纳客户主导的研究和分享将提供最新的肿瘤分析证据和相关内容。

2024-11-20 10:01

一家中国Biotech企业反向收购了美股上市公司资讯

一家中国Biotech企业反向收购了美股上市公司

在当今的生物科技领域,Biotech公司正积极探索新的生存与发展之道,或选择“卖身”大药企怀抱,或寻求“联姻”以壮大自身。而在这股潮流中,睿跃生物(Cullgen)却独辟蹊径,通...

2024-11-20 09:21

共创共享眼科智慧!首届泛大湾区眼科学术会议(PGBO·2024)圆满落幕资讯

共创共享眼科智慧!首届泛大湾区眼科学术会议(PGBO·2024)圆满落幕

11 月 15 日至 17 日,由爱尔眼科医院集团、广东省医疗行业协会主办,东莞市医学会眼科分会、暨南大学附属东莞爱尔眼科医院承办的“首届泛大湾区眼科学术会议(PGBO·2024...

2024-11-20 09:16

让急救更便捷,晖致在研新药亮相长城会,期待助力心梗救治资讯

让急救更便捷,晖致在研新药亮相长城会,期待助力心梗救治

11月7—10日,第35届长城心脏病学大会(GW-ICC 2024)暨亚洲心脏大会(ASH 2024)在北京召开。作为全球领先的医疗健康公司企业之一,晖致携在研新款高选择性的P2Y12受体拮抗剂...

2024-11-19 16:51

康弘药业荣获2024中医药传承与创新最佳实践案例奖资讯

康弘药业荣获2024中医药传承与创新最佳实践案例奖

经过激烈角逐,凭借在中医药传承与创新实践方面的卓越表现,康弘药业下属子公司——济生堂药业,从众多参选企业中脱颖而出,成功登榜“2023中国中药企业传承与创新最佳实践案例50”。

2024-11-19 13:19

上海公布2024年9月挂网公开议价超“黄线”、未通过公允性评估、重点监控药品幅度靠前且有一定采购金额的品种资讯

上海公布2024年9月挂网公开议价超“黄线”、未通过公允性评估、重点监控药品幅度靠前且有一定采购金额的品种

近日,上海市医药集中招标采购事务管理所公布了2024年9月挂网公开议价超“黄线”、未通过公允性评估、重点监控药品幅度靠前且有一定采购金额的品种。

2024-11-18 22:09

华东医药创新研发加速,两款GLP-1药物获批脂肪肝相关适应症临床试验资讯

华东医药创新研发加速,两款GLP-1药物获批脂肪肝相关适应症临床试验

由全资子公司中美华东申报的HDM1005注射液(靶向GLP-1 GIP长效激动剂)临床试验申请已获得FDA批准,可在美国开展I期临床试验,适应症为代谢相关脂肪性肝炎(MASH)。

2024-11-18 20:02

美的楼宇科技携制药行业暖通解决方案亮相2024药机展,赋能制药行业绿色智慧升级资讯

美的楼宇科技携制药行业暖通解决方案亮相2024药机展,赋能制药行业绿色智慧升级

11月17日,第65届(2024秋季)中国国际制药机械博览会(以下简称“药机展”)于厦门国际博览中心盛大举办。作为楼宇智慧生态集成解决方案引领者,美的楼宇科技以“以智提质,构...

2024-11-18 15:12

最高6.26亿美元,康诺亚再“出海”一款双抗资讯

最高6.26亿美元,康诺亚再“出海”一款双抗

日前,康诺亚发布公告宣布其子公司成都康诺亚与Platina Medicines Ltd(PML)已订立独家许可协议,授予PML在全球(不包括中国内地、香港、澳门及台湾)研究、开发、生产、注册...

2024-11-18 11:06

万米高空出生的早产儿,如何百日闯关?资讯

万米高空出生的早产儿,如何百日闯关?

凯西提供覆盖从新生儿到老年人的呼吸疾病治疗解决方案,至今已服务了数百万名中国早产儿。

2024-11-18 10:22

华东医药旗下Sinclair多款核心医美产品国内临床取得新进展资讯

华东医药旗下Sinclair多款核心医美产品国内临床取得新进展

其中, MaiLi Precise完成中国临床试验全部受试者主要终点随访;Ellansé®伊妍仕® S型新增适应症和Lanluma® V型均完成中国临床试验全部受试者入组;全新专利成分的真皮注...

2024-11-17 19:20