数码

孔德兴为什么现在很多影像诊断的项目雷声大雨点小因为没有真正解决医生的痛点

孔德兴:为什么现在很多影像诊断的项目雷声大雨点小?因为没有真正解决医生的痛点

在由北极光创投举办的“E-Health发展与投资机会”大会上,德尚韵兴首席科学家孔德兴总结了他对医疗+AI领域的看法。身为浙江大学求是特聘教授、博士生导师的孔教授是一位典型的学者型创业者,在多年潜心研究后,他的产品推向市场。在理论结合实践的过程中,德尚韵兴积累了大量经验。想必这些宝贵经验能够给在医疗健康领域里创业的奋斗者们以启发。

1、大数据还未的得到充分利用

大数据有四个方面:即数据、平台、分析和效益。数据是基础,平台是支撑,分析是核心,效益是根本。

2016年,中国的数据量占到了全世界的14%。但实际利用的数据比例非常低,只有0.4%,大多数数据成为了“孤岛”,沉睡起来。一句话,大数据如果不去做处理,那么它就是一大堆垃圾,而如果将其好好地分析、好好地处理那么就会产生很大的价值。

从传统数据到大数据,如何将沉睡的数据利用起来,这里面需要有认知转变。

以往的传统数据,规模小、非时变且结构单一,比如我们违章拍照这件事就是这样的,一个车跑过去,拍一张照片,这就属于单一结构。而在医疗领域则较为复杂,其积累的数据和传统数据大为不同。比如以存储在301医院、协和医院中的数据为例,它是多元、大规模、非结构化且动态的。对于一个病人来说,他的数据可能就囊括生化指标检查结果、血样检测结果、病史、核磁共振处理结果、超声数据等多种数据。

其次,数据处理方法也要变化。在大数据时代,传统统计学的数据处理方法面临诸多问题,需要建立一套崭新的理论来支撑大数据学科进行数据分析。对于301一家医院,我们可以自动发掘,但若将301和协和医院等多家医院的数据综合利用起来的话,分散式计算怎么做?真伪如何判断?这些都是问题。

2、AI与IA

问题的出现既是机遇也是挑战。这些年,随着技术的进步也取得了一些成果,以压缩感知、稀疏表示理论为代表的技术大大减少了核磁的扫描量,加快了扫描时间。

类似这些创新还有很多,但总的来说,现今的大数据科学偏重架构、偏重点对点的探索研究,而基础理论框架、共性/基础性算法等还没有建立起来。

我们都知道,如今每家医院都有自己的数据库。受到资金、医生水平等诸多限制,使得每家机构的数据都带有自己的特色,正由于数据还不够标准化,所以总体来看还不能反应整体数据的本来面目。基于此,国家级数据库的建立势在必行。

有了数据,那么就会想到如何将这些数据利用起来。

实际上,现在的人工智能总体讲还处于弱人工智能阶段,泡沫很严重。很多公司下载一些开源代码、拿一些数据处理一下就说自己是做人工智能开发的。泡沫严重到什么程度?我举个发生在我身边的例子。有一个企业找到浙江大学跟我们谈合作,讲了很多东西。后来,我问他你们有没有基础,他说没有,之前是做汽车配件的,现在想做人工智能。

目前有一种看法认为如今的人工智能不是AI而是IA(IntelligenceArtificial即智能增强)。

IA是什么东西呢?简单来说就是把标注的数据,加上深度学习框架,再加上GPU的平行计算,用固定的模式很简单、很粗暴的方式对数据进行处理。但这种模式的上升空间不大。

为什么现在很多影像诊断的项目雷声大雨点小?因为没有真正解决医生的痛点。

投资界对于人工智能寄于厚望,不同的企业里也对于它寄于厚望,但是轰轰烈烈的投资之后没有带来对于行业有用的东西。所以大家一定要冷静,不要跟风,也不要蹭热点,要有自己的判断、自己的理念来对待这件事。

到现在为止,所谓的人工智能已有了一些基础,比如深度学习。深度学习其实说白了就是希望通过数学算法,通过计算机的计算能力来模拟人的大脑去认识判断一个事物。人的大脑怎么判断呢?大家知道,人类的大脑是由很多的神经元组成的,技术人员希望把这些东西通过一些网络模型把它模拟出来。

3、深度学习的机会

我们知道,到现在为止,深度学惯用的比较好的领域有几个:第一,语音分析,比如翻译;第二,图像和文字的处理。机器学习有很多的算法,譬如监督学习、半监督学习和无监督学习。打个比方,监督学习就是有老师教我,有样本,经过医生精心的数据标注,来学这个肿瘤到底是良性还是恶性的。良性是什么特征、恶性是什么特征,都由医生教,这个就是监督学习。另外无监督学习就是自学,通过大量的数据自学。还有半监督学习,部分的数据标注,部分数据不标注。

目前监督学惯用得很多,有几点需要注意:第一点,高质量的样本集,这个需要医生的深度参与,样本标注的不好,机器学习的结果就不好,因为它是完全按医生的标准学习的。第二点,要有核心算法,很多时候开源代码不能真正地解决你关心的问题,比如对于肿瘤的良恶性之分,它算法要求很高,通用的代码可能达不到你想要的效果。这时候,一个好的人工智能团队一定要有自己的核心的关键技术,这点很重要。第三就是GPU,这个就不用讲了,你有钱就可以买。

4、人工智能和医疗行业的结合点

AI和医疗行业结合方面,我们可以粗略的把行业分成以下几个部分:第一和影像的结合;第二和病理的结合,大家知道病理科对于一个医院至关重要,但是病理科不带来收入,医院对于病理科也并不重视,这样就很缺病理。那怎么办呢,人工智能会成为好的解决方案;第三辅助解决系统,病人在治疗的时候应该用什么办法,一个癌症病人到底是切除好,微创好还是化疗好,这个就是决策系统;第四个是精准手术,这个特别提一下,在人工智能的手术方案方面,我们做了一些探索。做肝癌就只做肝癌分析是不行的,要做整体的分析。这个时候把大数据和人工智能结合起来,把两维数据拿过来自动的生成三维的,把解剖信息3D打印出来做一个仿生,然后再做手术。到底是化疗好还是微创好,我们会给一个决策;第五个是药物研发;第六个是健康管理,或者虚拟,这个是好的方向。医院的病床很紧张,很多人做完手术不出来,就只能待在病房里。以后病人做完手术需要护理的话,就可以直接通过这种人工智能的智能护理机器人来做;第七智能制造。

5、技术要能受到认可

我们团队研发的产品,从数学模型到专业算法都是我们自己研发的。另外,深度学习首先得有操作系统,我们有自己研发的底层操作系统,市面上能做的功能,我们都能做,最主要的优势是轻量化。

通过大数据算法的研究,我们做了一套系统,配上一套硬件。上面是医院的IT系统提供的数据,下面是我们的系统,它可以做实时处理,比如医院想做一个肝移植,我们就可以通过鼠标做一个模拟手术,然后在3D打印上做一个手术的预演,就相当于彩排,可以提高医生的手术质量,降低手术风险。

给大家举个精准射频消融术的例子。

如果一个人得了肝癌,通常我们想到的是,把肝脏的肿瘤切除掉。能不能不切除掉?现在通过一个消融术可以先把肿瘤烤熟、把它消融掉。在这个技术里,消融后的肿瘤不需取出来,它是抗体,还抑制肿瘤的生长,变废为宝。这种手术是纯物理的、纯绿色的。

当然这里面也几个问题:第一你别弄错地方,以前有的医生做肝癌,把患者的肠子烧个洞,这属于重大医疗事故。第二温度要控制好,温度要达到癌细胞不可逆灭火温度,否则癌细胞只是休克,这样会导致肿瘤复发。第三,布针方案要准确,假设肿瘤最长的5厘米,最大的消融区域通常不能超过3厘米的椭球型区域。针怎么布我们有一个关键技术。第四,肚子的东西我们看不见,通常你要有导航,这要在超声的引导下完成。在引导的时候,不能辐射到医生,一般是在超声下引导才行。

这个东西怎么落地,我们看301怎么做的。301以前基本靠人工的,用人工勾画肿瘤、勾画肝脏、勾画血管。人工勾画不仅费时,而且不同医生勾画结果不一样,有主观性,同时呼吸运动影响定位精准。另外医疗器械有自带的参数,血管会带走一部分热量,这样一来在上面介绍的疗法中,肿瘤区域就不一定能达到癌细胞不可逆灭火温度,这样的话会导致病情复发。而且,到底消融效果如何,也很难说。

后来根据301的需求,我们研发了一个系统,该系统完全是自动的,但医生需要的话,也可以人机交互,操作很方便,很人性化。有了这个系统,还可以减少医患矛盾。

现在这套东西已经放到网上去了,每个医院如果有这样的病人,可以通过上传,系统设计一个方案,然后由301复核,再推送到其他医院,他们就可以做手术。

这套东西不仅用到肝脏,还可以用在十几种癌症上,比如乳腺癌、甲状腺癌、肝癌、子宫肌瘤、肾癌等等。

超声这块,大家知道,现在中国缺超声医生,在中国医疗瓶颈是什么?第一缺好医生,第二缺好的医疗设备。你如果做成一个产品能解决这两个痛点,那肯定受欢迎。所以那怎么办呢?我们做个超声机器人。国外有一种超声机械臂,医生在办公室拿着探头操作,对几千公里之外的人可以超声检查。但是这里还是医生操作、医生判断。我们想能不能做一个让计算机控制这个机械臂,让计算机自己判断角度,这样减少医生的工作量,医生做个复核就行了,比如一个医院搞10个机器人来做,医生端著咖啡监督它。

我们做了一个产品:甲状腺结节智能诊断系统,去年在义乌的国际博览会上还展出了这个产品。我们也打了很多次比赛,跟医生打比赛医生也不张扬,赢了就赢了,输了也不好看。浙江省一个很好的医院超声比赛我们打了三场。他们医院派了老中青,其结果是:与病理对比,医生的准确率65.3%,机器的判断准确率85.7%。后来这套系统我们把它放到云上面了,可以做云服务。

我们不增加医生的工作量,医生只管做扫描,计算机对于你扫描的图像,会随着探头的移动对每一个图像进行逐个分析。在扫描的过程中,它一旦发现结节/肿瘤、就会报警,疑似结节会勾画出来,绿色的是良性的,红色的是恶性的。医生只管做,它有语音报警,有时候把病人听了害怕你可以戴一个耳机,这样避免有误诊和漏诊。

甲状腺疾病的诊断,100个医生对于一个病人可能有70种结果。我们这套系统在杭州市西湖区蒋村街道医院用了,在浙大一院也用了,5月22号副总理还专门视察了一下。另外火箭军总医院也在用。随着数据量多、算法不断的优化,我们的准确率会越来越高。

中央电视台《走近科学》栏目还重点报道了我们的产品及其在浙大一院的应用现场。为什么他们感兴趣,因为学数学的人做的东西在医院落地了。导演拍片子的时候,正好把门诊上一个病人拉过来,有医生认为是恶性的,而机器认为良性的。这个导演就不走了,待了三天做活检,最后证明机器是对的。

后来在西湖区政府的支持下,我们在杭州市西湖区蒋村街道医院建立了一个人工智能的诊室,到现在为止,这个诊室诊断的结果,准确率很高。

最后,总而言之就是一句话,产品一定要能解决医生的痛点。

不解决临床痛点的产品,医生就永远只是个旁观者,不会采用你的东西,也不能落地。不能落地,投资就会有顾虑,所以一定以落地为主。落地这个问题,不能只靠一方来努力,这需要政府支持、医院配合、企业跟上,投资方也要进入,没钱不行。

这里面也有瓶颈的问题,比如数据的合法化和合格性。数据如何合法地利用,是个大问题。另外是数据的合格性,不要认为数据越多就越好,中国的数据污染很厉害。

另外从技术上来说,东西一旦做出来,其安全性、合法性以及法律责任的问题都应当引起重视。

编辑 / 苑晶





你可能也会喜欢...