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中肿研发内镜AI辅助诊断系统,内镜医生的“第三只眼”

2019-10-08 17:57:4039健康网
核心提示:此次中山大学肿瘤防治中心自主研发出具有完全自主知识产权的上消化道癌内镜AI辅助诊断系统(GRAIDS)对癌变的诊断准确率可以达到96%,就像内镜医生的“第三只眼”,大大提高了内镜检查的效率和诊断准确率。

  “在我国每年有1.2亿的患者需要进行内镜检查,但内镜医生只有区区4万人,医师资源巨大缺口的背后更严峻的是内镜医生水平的差异很大,哪些部位是可疑病变?即便是高年资的内镜医生,稍一打盹都可能错过,因此如何把检查手段变得同质化尤为关键。”中山大学肿瘤防治中心主任徐瑞华教授表示,此次中山大学肿瘤防治中心自主研发出具有完全自主知识产权的上消化道癌内镜AI辅助诊断系统(GRAIDS)对癌变的诊断准确率可以达到96%,就像内镜医生的“第三只眼”,大大提高了内镜检查的效率和诊断准确率。

  据悉,10月4日,相关研究成果《Real-time artificial intelligence for detection of uppergastrointestinal cancer by endoscopy: a multicentre, case-control, diagnosticstudy 》(人工智能实时辅助内镜早期诊断上消化道肿瘤:一项多中心、病例对照、诊断性研究)正式在线发表于肿瘤学顶尖期刊《柳叶刀.肿瘤》(2018年影响因子35.386)上,这一文章的发表,标志着我国科学家在探索人工智能肿瘤学领域临床转化和落地应用方面迈出了国际领先的一步。

  上消化道肿瘤患者激增,内镜检查仍是金标准

  据国家癌症中心统计数据显示,全球约50%的上消化道癌(包括食管癌胃癌等)发生在中国,其中超过85%的患者在确诊时已为中晚期,每年因此导致的死亡病例超过40万。早期上消化道癌患者五年生存率超过 90%,而晚期患者的五年生存率则小于10%。

  因此,上消化道癌的早期诊断早期治疗是提高疗效的关键。目前,内镜检查及活检仍是上消化道癌早期诊断的金标准。

  但是我国的内镜医生十分短缺,人才缺口巨大,远远不能满足临床实际需求;而另一方面,由于早期上消化道癌常缺乏典型的内镜下表征,极易漏诊;加之不同级别医院的内镜医生水平差异很大,导致我国早期上消化道癌的检出率低,早诊率不到10%,严重制约了疗效的提高。因此,寻找更为准确有效的早诊方法,通过推广应用至基层医疗机构,促进其上消化道癌内镜早诊水平与优势中心的同质化,成为了目前改善上消化道肿瘤疗效与预后的关键问题之一。

  

  

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  人工智能如虎添翼,实时指导精准诊断

  但好消息的是,这一现象有望被改变,甚至成为中国首个真正“落地”的AI辅助诊断系统。

  据徐瑞华教授介绍,该系统从构想到真正研发成功,耗时2年半,通过前期完成的5万余张上消化道癌患者和12万余张正常人内镜图像数据的识别和深度学习,该系统对癌变的诊断准确率可以达到96%,对早期(I期)病变的识别率可以达到90%以上,初步显示出应用于上消化道癌早诊的巨大潜力。

  据了解,上消化道癌内镜AI辅助诊断系能够针对内镜图像部位多、疾病种类多、癌变表现多样化情况下实现高准确性,能够在高度复杂人-机协同的临床实操环境中实现稳定的预测;同时该系统的速度非常快,一台配置单GPU卡的普通服务器即可达到每秒118张图像的处理能力,处理延时低于10ms。

  此外,该智能辅助系统具有实时活检部位精确提示、内镜检查智能质控和自动采图等功能,在医生进行内镜检查的同时自动捕获图像并进行云端AI分析,实时提示精确的可疑病灶区域,指导内镜医生选择活检部位;在检查过程中,该系统能对检查时间和检查部位进行质控,减少遗漏关键信息,提高检查质量;在临床操作中,该系统还能够依据指南要求自动采图存储,减少医生“一心两用”、“手脚并用”带来遗漏关键信息的可能性。

  该系统的研究和应用,相当于一个顶尖的内镜专家在实时指导内镜检查操作,极大的加快了内镜检查的速度并提高了活检的阳性率,为优化内镜医生工作模式,提高内镜检查效率和诊断准确率提供了可行方案。

  该系统还集成了培训功能,临床医生可以通过复习并重新评估已存储的图片,来进行模拟诊断积累经验,提高技术水平,减少上消化癌的漏诊率。并可通过建立的开放性百万级大规模内镜图像数据库(存储内镜图片超过100万张),对初级医生及研究者进行内镜诊断培训。临床医生和患者还可通过公共网站(http://graids.sysucc.org.cn),免费访问开放共享的GRAIDS系统,并根据提示自行上传内镜图片,重新评估已有诊断的准确性。

  

  GRAIDS系统在内镜检查中实时识别上消化道癌性病变

  

图片包含 地图, 文字描述已自动生成

  多中心人工智能内镜辅助诊断云平台的三大功能—指导诊断、专业培训和开放共享

  AI+国内顶尖团队,助力基层快速提升

  徐瑞华院长表示,该系统诊断灵敏度与专家级的内镜医生相当,更重要的是,低年资医生的诊断灵敏度将提升到与专家独自判读时相当的效果。这一鼓舞人心的结果显示,该系统的推广相当于为基层医院送去了一位内镜专家,在有效帮助基层医院内镜医师提高上消化道癌的诊断准确率的同时,还显著的节约了内镜检查时间、提高了检查效率。

  目前,该系统已首批在梧州市红十字会医院、揭阳市人民医院、粤北人民医院、普宁市人民医院和江西省肿瘤医院落地应用,并将在泛中南地区肿瘤专科联盟成员单位进一步推广应用,这对于提高我国上消化道肿瘤的早诊早治水平、促进肿瘤规范化治疗、推动分级诊疗的实现,将具有十分重大的意义。

  “目前我们还仅仅只是利用AI提高诊断,未来的某一天还能精确指导活检、肿瘤治疗指引、指导内镜下小范围手术切除,让优质医疗资源下沉到基层,让更多群众享受到普惠医疗的好处。(通讯员:黄金娟、余广彪)

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