一項世界前沿的醫學研究,需要用多久才能被應用到平常老百姓的日常就醫中?
3 個月。
在浙江麗水,阿裏巴巴達摩院醫療 AI 團隊、阿裏巴巴公益給出了這樣的一個答案——
2023 年 11 月 20 日,國際醫學頂級期刊 Nature Medicine 發表了達摩院的最新研究成果,PANDA(Pancreatic Cancer Detection with Ai)模型通過 "平掃 CT+AI" 的結合,可以準确識别早期胰腺癌病變 .
3 個月之後,阿裏巴巴" 醫療 AI 多癌早篩公益項目 "在浙江麗水啓動,并在麗水市中心醫院和景甯縣人民醫院完成了部署。
從胰腺癌和骨質疏松兩個病種的篩查入手,後續還将涵蓋肝癌、食管癌、胃癌、結直腸癌等占據新發癌量 38.1% 的病竈發現,以及脂肪肝及肺結節等總計 13 個病種,借助最新的醫療 AI 技術,麗水的百姓們在日常檢查中就可以順便進行多癌、多病症的早篩。
呂樂是達摩院醫療 AI 團隊負責人,他希望這項研究在麗水能夠幫助到更多醫生,治愈更多病人。
我自己親戚也有癌症患者,也用了我們 AI 工具來判斷是否腫瘤可切除。
麗水來了 PANDA
麗水市中心醫院放射科的周醫生,最近的工作迎來了細微但又明顯的變化。
他日常所用的圖像傳輸系統加載上了阿裏達摩院的 PANDA 模型,除了熟悉的影像界面,他還多了得力的 "AI 助手 ",會輔助顯示檢查結果和進行風險提示。
在 PANDA 的幫助下,周醫生進行了過往病例的篩查驗證,有兩例胰腺癌病例被發現——在過去實際的檢查環境下,這兩個患者通過平掃 CT 所診斷出來的結果都是胰腺炎,是後續因爲其它原因又做了增強 CT 或者增強磁共振後才确診了胰腺癌——他對 "AI 助手 " 的靈敏性非常滿意。
胰腺癌,被稱爲 " 癌王 ",雖然不像胃癌、肝癌等癌種高發,但早期無明顯症狀,很難被發現,患者有症狀來到醫院時,一般已是晚期極難治愈,平均 5 年生存率僅 10%。
" 針對胰腺癌變位置隐匿、在平掃 CT 圖像中無明顯表征等特點,我們構建了一個獨特的深度學習框架,最終訓練爲胰腺癌早期檢測模型。"達摩院醫療 AI 團隊産品專家、PANDA 項目相關負責人郭建飛說,模型所直面的就是針對胰腺癌的早篩,其原理就是利用 AI 放大并識别平掃 CT 圖像中那些肉眼難以識别的細微的病竈特征。
周醫生所感知到的靈敏性,背後是 PANDA 落地麗水前就經曆過的廣泛臨床驗證。
PANDA 模型構建了一個包含 3208 名真實病人的訓練集,最終通過了上海市胰腺疾病研究所、浙江大學醫學院附屬第一醫院等 10 家醫院 / 高校包含 6239 名病人的多中心驗證,以及約 2 萬名連續病人的真實世界臨床驗證,其胰腺癌識别敏感性相較于人工診斷提高了 34.1%。
另外,在 PANDA 發布之前,大家并不知道平掃 CT 可以用來檢查癌症。過去對腫瘤的檢測和診斷主要依賴于增強 CT,需要給病人注射或者口服造影劑,并不适合大規模篩查使用。
靈敏性和便利性,正是 Nature Medicine 給予 PANDA 評價的原因所在。
PANDA的日常使用者除了放射科,還有體檢科,郭建飛介紹說,它既有 CT 檢查的高普及度,又兼顧人工智能的高靈敏度,可以在患者的日常體檢與醫院檢查中進行癌症以及慢性病篩查,一次早篩多個癌種,将有效提高癌症的篩查效率,提高無症狀人群的早期癌症發現率,從而改善癌症患者預後。
對麗水百姓來說,他們也許并無明顯的感知,但變化已經在發生。世界前沿的醫學研究成果被率先落地到了麗水,他們到相關醫院檢查、體檢時,不需花費額外的費用,就可以從單一的、淺層次的檢查,變成早早地預知風險,大大提高疾病治愈率,也将大大節約個人與家庭的醫療開支和國家醫保經費。
一個黃金時代準備就緒
在達摩院 PANDA 相關論文發表時,Nature Medicine 雜志配發了一篇社評,名爲《基于 AI 與醫療影像的腫瘤篩查:一個黃金時代準備就緒》(AI and imaging-based cancer screening: getting ready for prime time ) 。
黃金時代,既是爲該項研究的前沿性提出褒獎,也是對其未來能夠規模化落地充滿了期望,是 " 極具前途的方法 "。
對達摩院和阿裏公益來說也是如此,他們希望通過技術的先進性來實現普惠和健康公平,用公益把醫療領域的先進成果更廣泛、更持續地推廣下去。
PANDA 落地麗水正是此意,麗水地處浙江山區,是阿裏巴巴公益鄉村振興的重點支持區域。
兩家試點醫院一家是麗水市中心醫院,是市級的三甲醫院,擔負着全市主要的重急症健康保護工作,另一家是景甯縣人民醫院,是一個縣級的二級醫院。景甯也是阿裏巴巴直接派駐鄉村特派員幫扶的縣域,它們基本上可以代表麗水地區的醫療衛生系統水平。
這意味着我們真正走出了實驗室的理想環境,到了基層的醫療系統之中。
郭建飛這樣認爲,此前,PANDA 合作的都是來自上海、北京、杭州等國内數一數二的胰腺病專科醫院,設備先進、診療流程規範,因此用以研究的數據質量很高,模型的構築和訓練是相對可控的。
但到了基層醫院,郭建飛打了個比方," 就像高清的電視變成了一個雪花黑白電視的那種狀态 ",它們沒有比肩一線醫院的先進設備,很多現實情況不可控,但如此普通的醫療水平之下,雖對 PANDA 模型提出了更高的要求,但對其更大範圍的普及卻大有裨益。
更重要的意義在于,麗水落地 PANDA 這個模式被驗證成功之後,未來就可以批量地規模化複制,任何一家醫院都能低成本地把 PANDA 模型複制過去,這是最大的意義。" 郭建飛強調說。
正如達摩院醫療 AI 團隊負責人呂樂所說," 因爲我們在做的這類東西如果做得好,就可以開放出來,這樣才能真正地幫助到千千萬萬的病人。"
懷揣公益、探索醫療 AI 的 " 夢之隊 "
呂樂是約翰霍普金斯大學計算機科學博士,現在帶領達摩院醫療 AI 團隊前已從事醫學影像和臨床信息學方面的研發十餘年,他希望搭建一個能幫助醫生、治愈更多病人的研究團隊。
我自己親戚也有癌症患者,也用了我們 AI 工具來判斷是否腫瘤可切除;本地三甲醫院的醫生認爲已經失去了手術機會,後來證明我們 AI 的判斷結果和上海的頂級專科醫院的專家判斷是一緻的,半年前病人已經手術成功,目前已經超過了本地三甲醫院估計的生存期。
在 PANDA 模型發表之後,呂樂也不禁感慨," 我們開展胰腺癌研究很長時間了,從來沒想到會給自己的家人用到,人生是夢幻,也是命中注定。"
達摩院工程師郭建飛也是同樣 " 命中注定 " 要與 PANDA 結緣的人。
20 年前,他在中國醫科大學本碩連讀時,就對醫學影像如何與計算機技術結合産生了濃厚的興趣,還參與了國内第一本醫學影像領域裏的計算機輔助診斷教材。
這樣的追夢人,在達摩院醫療 AI 團隊還有很多,對于一個個尚未找到解法的難題,他們并沒有什麽既定的方向可以追尋,隻能靠在這個領域的科研積累和大膽假設來尋求突破,讓 AI 通過大量的相關圖像數據來學習、叠代。
郭建飛坦言,PANDA 在麗水的順利推進,依靠的既有 20 多個來自達摩院的小夥伴,他還和阿裏巴巴助力共富工作小組的子略成了背靠背的好夥伴,再加上麗水各個部門和醫院的工作人員,大家組成了一支切切實實的 " 夢之隊 "。
這種陣容的組合搭配,走出了麗水速度,打造了麗水樣闆,基于 AI 與醫療影像的腫瘤篩查,一個黃金時代準備就緒。