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人工智能是否是能击败眼科医生的

2019-01-11 19:52:53

从1997年,深蓝(Deep Blue)战胜了国际象棋大师世界卡斯帕罗夫,到20年后,阿尔法狗(AlphaGo)旋风般横扫围棋界,人工智能(Artificial Intelligence,AI)这些年里飞速发展,在未来势必对各行各业,对我们的生活学习带来革命性的变革和不可预测的冲击。深度学习(Deep Learning)是目前有可能真正意义上让电脑进行“思考、学习和决策”的模式(即AlphaGo所使用的模式),其原理十分复杂和深奥,但这并不妨碍我们来了解,目前AI(Deep Learning)在眼科中已经给我们带来了什么惊喜。

AI目前现在都做了什么工作?

去年,AlphaGo的开发者——The Google Brian Team(属于Google的子公司DeepMind)展示了他们将AI运用到糖尿病视膜病变诊断上的成果,并发表在了美国医学会杂志(The Journal of the American Medical Association, JAMA)上。文章表明,AI不但可以根据眼底照片快速诊断出糖尿病视膜病变(Diabetic Retinopathy,DR),而且精度惊人——敏感度96.1%,而特异度也同时高达93.9%!

图2:电脑通过分析眼底照片,在Deep Learning下进行学习。

同样就在不久前,中山大学的刘奕志教授等和西安电子科技大学的研究团队就在Nature的子刊Nature BiomedicalEngineering上发表了该团队在AI协助诊断先天性白内障的成果(图3),并成立了先天性白内障人工智能(AI)平台。

图3:文章于2017年2月发表在Nature Biomedical Engineering上

如何理解AI的学习/思维模式

如同当初训练AlphaGo一般,The Google Brian Team是将十几万张不同分级的糖(DR)眼底照片供AI学习,然后AI再进行复杂的再学习和自我校正,终练就了“一目十行”的神功,以极高的效率和精度诊断出糖(DR)。

但AI是如何做到的呢?这和Deep Learning本身的特点有关。它的逻辑如同一个黑箱,期初我们仅仅给它展示了一系列图片,并告诉它其中某张图是什么诊断,但我们并不知道AI在进行这种高强度学习后,究竟是用什么判断一个眼底照片是否有DR表现——它是如同眼科医生一般观察到了微血管瘤、出血、新生血管吗?还是超出了这个维度,通过一些人类从未注意,甚至玄学一般的角度做出诊断呢?并且,这种因果关系可以应用到任何一种疾病上——只要为AI提供足够多的数据和相对应的正确诊断!

图4:目前围棋界发生了翻天覆地的变革,人类棋手通过研究AlphaGo的棋路,发现了很多之前人们很难使用和理解的精妙招数。如图中AlphaGo与李世石大战的场。AlphaGo所执白旗,下在了人类棋手几乎不会落子之处(红点),而此局终也以李世石的溃败告终。

AI能为眼科带来什么?/AI会代替医生吗?

首先AI可以大大减轻医疗压力。比如对于糖尿病视膜病变,由于患病人群的庞大,眼科医生资源远远不够,但AI能却早期、低成本的筛查出病变,在基层水平降低。

其次,目前的形势是:AI还不能代替临床医生。但AI的发展会为医学带来进步。AI的趋势不是淘汰医生,而是一种对医生的极大辅助。

,AI在眼科的应用也不止这么简单。我们可能会在未来看到AI以各种形式帮助人类,辅助眼科医生的工作。举个小例子,比如我们再将AI与便携式结合在一起又会发生什么呢?Remidio公司目前生产分辨率极高的眼底照相模块(图3),可与智能相连,得到清晰的眼底照片。如果与AI结合,我们将得到一位随时可以提供服务的“眼科医生”!这样,普通人也可以早期、方便的得知自己是否患有疾病,而早期去专业医生那里就诊,避免了医疗资源的浪费。

图5:印度的Remidio公司的眼底照相模块(Fundus on Phone,FOP),宽度仅仅2.9cm。如果内核装有AI,那么连上,普通人的一张“自拍”就能得知自己是否患有某种眼底疾病,从而决定是否就诊。

AI广阔的前景

除了Google公司,现在已经有很多新兴的初创公司定位在了“医疗+AI“的模式上,如Enlitic、twoXAR、Sensely等众多公司。他们涉及到了医疗活动中的各个方面,如数据采集、图像分析、辅助诊断、药物运用、护理等。

图6:据CB Insights于2016年重新整理出的一份医疗领域AI创业图景,统计了全球活跃其中的92家初创公司,他们有着宽广的前景。而今这个数字在还在增加。

在不久的未来,AI一定会带来一系列改革,而且是体现在生活的各个方面。但反过来说,眼科医生也要紧追潮流,懂得运用科技的力量。就如同更新的检查手段,可以带来对疾病更深刻的理解——AI不是那个终会击败眼科医生的AlphaGo,而将是一位帮助我们的朋友。

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