金域醫(yī)學(xué)與華為云聯(lián)合，AI輔助宮頸癌篩查方案獲得階段性突破

　　6月11日，金域醫(yī)學(xué)與華為云在2019中國生物產(chǎn)業(yè)大會上聯(lián)合宣布，雙方在人工智能(AI)輔助病理診斷應(yīng)用開發(fā)方面取得突破性進展。金域醫(yī)學(xué)病理專家團隊與華為云AI團隊合作，首次基于病理形態(tài)學(xué)，通過深度學(xué)習(xí)技術(shù)，訓(xùn)練出精準、高效的AI輔助宮頸癌篩查模型。該模型在排陰率高于60%的基礎(chǔ)上，陰性片判讀的正確率高于99%，同時，陽性病變的檢出率超過99.9%。這是目前國際上已公布的AI輔助宮頸癌篩查的最高水平。通常情況下，細胞病理醫(yī)生鏡下閱讀宮頸細胞涂片，平均每例要花費6分鐘，而AI識別僅需36秒。通過AI輔助宮頸癌篩查模型判讀速度是人工判讀的10倍。

　　AI輔助宮頸癌篩查取階段性重大突破

　　病理形態(tài)學(xué)診斷被醫(yī)學(xué)界公認為疾病診斷的“金標準”。目前，我國宮頸癌篩查的適齡婦女人群超過3.5億人，即使以3-5年進行一次篩查的標準來衡量，篩查水平仍然遠遠未能達到要求。除了觀念普及程度有所欠缺之外，更重要原因是細胞病理醫(yī)生的稀缺，處理樣本的能力遇到瓶頸，從而制約宮頸癌篩查進一步推廣。

　　2018年，金域醫(yī)學(xué)與華為簽署合作協(xié)議，在人工智能領(lǐng)域開展合作。此次金域與華為云的合作主要集中在AI輔助宮頸癌篩查模型的開發(fā)。據(jù)金域醫(yī)學(xué)病理中心主任羅丕福博士介紹，本次開發(fā)基于金域歷年4350萬例宮頸細胞學(xué)篩查樣本，從中挑選出近20萬個圖像塊，進行精準標注和AI輔助篩查模型訓(xùn)練。目前已用超過20000例樣本數(shù)據(jù)的驗證集，對該AI模型進行了驗證。驗證結(jié)果表明，該模型的排陰率為61.9%，減少醫(yī)生人工讀片工作量;陰性片判讀的正確率高于99%;陽性病變的檢出率超過99.9%，全力確保不漏診，避免假陰性。

　　強強聯(lián)合，硬實力支撐AI模型開發(fā)

　　取得如此重大的突破，金域醫(yī)學(xué)和華為云的專業(yè)知識、樣本數(shù)據(jù)、AI技術(shù)與算力等要素不可或缺。

　　金域醫(yī)學(xué)作為全國領(lǐng)先的第三方醫(yī)學(xué)檢驗機構(gòu)，截至2018年，金域?qū)m頸病變檢測中心累計收到來自全國31個省市區(qū)的宮頸癌篩查樣本超過4350萬例。“此次采用的訓(xùn)練集和驗證集，規(guī)模是行業(yè)平均水平的數(shù)倍以上，極大地保障了結(jié)果的可靠率。”羅丕福博士說。

　　此外，金域的病理醫(yī)生優(yōu)勢也發(fā)揮了關(guān)鍵作用。目前，金域有全職病理醫(yī)生近500名，其中從事細胞病理學(xué)的醫(yī)生近300名。此次，金域投入了多位病理專家全職負責(zé)審閱與標注工作，以2人一組的模式進行互相驗證，相當于由病理專家“手把手”向AI模型傳授病理診斷知識。

　　在AI技術(shù)支持方面，華為云一站式AI開發(fā)平臺ModelArts，從標注、訓(xùn)練模型、圖片判斷、推理等方面為AI模型的訓(xùn)練和應(yīng)用提供了堅實的基礎(chǔ)。在標注階段，借助華為云ModelArts對已經(jīng)上傳到云端的海量圖像塊進行半自動化標注，大大節(jié)省了病理醫(yī)生標注的時間和精力。在算法層面，華為云不斷迭代起來的人工智能算法在模型精度和速度上都達到了業(yè)界領(lǐng)先的水平。近期，華為云AI 醫(yī)療團隊投入重兵聚焦解決醫(yī)療領(lǐng)域的重大技術(shù)難題，且已經(jīng)在肺結(jié)節(jié)檢測比賽LUNA-2016、超聲測量比賽HC-2018、腦中風(fēng)分割比賽ISLES-2018 等多個醫(yī)療領(lǐng)域的頂尖賽事上獲得業(yè)界領(lǐng)先水平。

　　華為云EI服務(wù)產(chǎn)品部總經(jīng)理賈永利表示，“深度學(xué)習(xí)技術(shù)的發(fā)展，使得AI輔助病理識別成為可能，而華為云強大的算法、算力和一站式AI開發(fā)平臺，結(jié)合金域的大規(guī)模樣本和病理學(xué)專家豐富經(jīng)驗，最終使AI達到了病理專家‘助手’水平。此次重大突破，正是AI與專家經(jīng)驗場景有效結(jié)合的證明。未來，華為云AI將努力讓AI服務(wù)觸及每一位開發(fā)者、企業(yè)，共同推進行業(yè)智能化升級。”

　　效率大幅提升未來AI輔助篩查應(yīng)用可期

　　若該成果得以落地應(yīng)用，預(yù)期可使病理醫(yī)生進行單次細胞學(xué)檢查的工作量減少超過60%，篩查效率大幅提升。通常情況下，細胞病理醫(yī)生鏡下閱讀宮頸細胞涂片，平均每例需要花費6分鐘，而目前AI識別僅需36秒，未來還有進一步提升空間。

　　與此同時，通過與AI提示的結(jié)果進行比對與相互印證，醫(yī)生可以更方便、更準確地作出判讀，對宮頸細胞學(xué)檢查的質(zhì)量控制以及病理專業(yè)學(xué)生的培訓(xùn)均能帶來有效幫助。未來一旦AI輔助宮頸癌篩查得到推廣，將可以大幅提升宮頸癌篩查服務(wù)覆蓋的人群范圍與服務(wù)頻率，使得對適齡婦女人群的篩查質(zhì)量可以趨近發(fā)達國家的水平，促進宮頸癌早篩早治。

　　金域醫(yī)學(xué)首席信息官李映華表示，接下來，金域和華為云將繼續(xù)投入更多樣本數(shù)據(jù)，對AI模型進行大規(guī)模驗證，同時進行更多的專業(yè)標注以改善模型，在保證敏感性的前提下使其特異性不斷提升。“我們也將提高模型的可靠性，使其可以適應(yīng)更大范圍的試劑耗材與制片水平，將AI輔助篩查的應(yīng)用范圍推廣到更貼近基層醫(yī)療水平的場景。”

　　據(jù)悉，本次成果也為AI在醫(yī)療領(lǐng)域中更廣泛的應(yīng)用場景打下了堅實基礎(chǔ)。除質(zhì)譜分析、基因測序、分子病理以外，金域醫(yī)學(xué)與華為云還將在其他病理AI的場景中尋求新的合作方向，如在消化道疾病、腎臟病、血液病、罕見病等亞�？茍鼍�，探索更多應(yīng)用可能。