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科學(xué)家有望利用人工智能技術(shù)來診斷人類結(jié)直腸癌

更新時間:2021-12-08  |  點擊率:557

機(jī)器輔助的病理性識別一直專注于監(jiān)督式學(xué)習(xí)(SL,Supervised Learning),而SL受到了顯著的注釋瓶頸的影響。近日,一篇發(fā)表在國際雜志Nature Communications上題為“Accurate recognition of colorectal cancer with semi-supervised deep learning on pathological images"的研究報告中,來自中國中南大學(xué)等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家門通過研究發(fā)現(xiàn),人工智能技術(shù)(AI)或能從組織掃描結(jié)果中準(zhǔn)確檢測并診斷結(jié)直腸癌,其效果要比病理學(xué)家好很多。相關(guān)研究結(jié)果或有望幫助研究人員檢測是否AI能作為一種有力的工具來幫助病理學(xué)家緊跟對其服務(wù)不斷增長的需求。

結(jié)腸類癌的組織病理學(xué)圖像。

病理學(xué)家會定期評估和標(biāo)記數(shù)千張組織病理學(xué)圖片從而幫助判斷某個個體是否患有癌癥,但其平均的工作量就會大幅增加,有時可能也會因為過于疲憊而造成意外的誤診。研究者Hong-Wen Deng教授說道,盡管進(jìn)行的很多工作都是重復(fù)性的,但大多數(shù)的病理學(xué)家都很繁忙,因為其工作需求很大,而全球缺乏大量合格的病理學(xué)家,尤其是在發(fā)展中國家,這種情況尤為嚴(yán)重。本文研究就為解決目前的現(xiàn)狀帶來了革命性的變革,研究人員成功利用人工智能技術(shù)以一種成本效益的方式識別并診斷了結(jié)直腸癌,這或許最終有望改善病理學(xué)家的工作效率并減少其工作量。

這篇研究報告中,研究人員從中國、德國和美國的8803名受試者和13個獨立的癌癥研究中心收集了超過1.3萬張結(jié)直腸癌圖像,利用這些由技術(shù)人員隨機(jī)選擇的圖像,研究人員構(gòu)建了一種由機(jī)器輔助的病理識別程序,這或許就能使計算機(jī)識別出揭示結(jié)直腸癌的圖像,結(jié)直腸癌是引發(fā)歐洲和美國人群因癌癥死亡的最常見的原因。研究者Deng說道,這項研究的挑戰(zhàn)在于復(fù)雜的大圖像尺寸、復(fù)雜的形狀、紋理和核染色的組織學(xué)改變;但最終研究結(jié)果表明,當(dāng)研究者利用人工智能技術(shù)診斷結(jié)直腸癌時,其所表現(xiàn)出的性能堪比真正的病理學(xué)家,甚至在很多情況下要比真正的病理學(xué)家表現(xiàn)更好。

受試者工作特征(ROC)曲線下的面積(AUC)就是研究者用來確定本文研究是否成功的性能測量工具;當(dāng)將計算機(jī)的結(jié)果與經(jīng)驗豐富的病理學(xué)家人工解釋的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較厚,病理學(xué)家手動識別結(jié)直腸癌的平均得分為0.969分,而機(jī)器輔助的人工智能計算機(jī)程序的平均得分則為0.98分,即使并不是非常準(zhǔn)確,但其之間的得分也是相當(dāng)?shù)?。利用人工智能技術(shù)來識別癌癥是近年來應(yīng)運而生的一種新技術(shù),目前其還并未被很多研究人員所廣泛接受。研究者Deng希望本文研究或能讓更多的病理學(xué)家們在未來診斷疾病時使用這種預(yù)篩選技術(shù)來幫其進(jìn)行快速診斷。

盡管這項研究目前仍處于研究階段,而且還并未商業(yè)化,但研究者相信通過更多科學(xué)家的合作并在更多的臨床環(huán)境中進(jìn)行測試和實施,其未來應(yīng)用于臨床的希望非常之大;隨著人工智能技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,未來其將會被用于診斷多種不同的人類癌癥;而且使用人工智能技術(shù)診斷癌癥還能加速整個診斷過程,并能為患者和臨床醫(yī)生節(jié)省大量時間,同時還能讓患者更快地接受治療從而及時挽救生命。

綜上,本文研究結(jié)果表明,半監(jiān)督學(xué)習(xí)(Semi-supervised Learning)技術(shù)或能明顯減少注釋,從而或能潛在有效地幫助建立專家級別的病理人工智能平臺,來幫助診斷人類癌癥。

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來源:生物谷

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