AI前进印度眼科医院的第一线,Google用深度学习即早发现7千万糖尿病患的失明危机
2017-08-08 18:48:04 | 来源:ithome | 投稿:伊文 | 编辑:dations

原标题:AI前进印度眼科医院的第一线,Google用深度学习即早发现7千万糖尿病患的失明危机

Google今日(8日)在台发布一项将电脑视觉技术应用在医疗领域的研究,通过电脑视觉技术和深度神经网络演算法,可从视网膜眼底图像中,辨识出糖尿病视网膜病变,准确率与专业医生不相上下,这项研究其实在去年底就已经发表论文,今年在印度最大的眼科医院Aravind正式进入实施临床应用的阶段,辅助眼科医生诊断糖尿病视网膜病变。

国际糖尿病联盟(IDF)2015 年最新的统计数据指出,全球糖尿病患高达4.15亿,其中3~5成的病患有视网膜病变的危机,而视网膜病变的患者中,又有1成会失明,也就是说,每20人就会有1人有失明的危机,其中印度有将近7,000万名糖尿病患,Google研究团队产品经理彭浩怡指出,印度目前缺少12.7万名眼科医生,其中有45%的糖尿病患者因为迟迟未能得到医生的诊断治疗,而饱受视力衰退的折磨。

Google这项研究与印度当地最大的眼科医院Aravind,和另一家眼科专门医院Sankara△Nethralaya△联盟,收集了13万张过去的视网膜眼底图像,并且已经过去识别化的处理,还聘请了54位眼科医生,组成建立视网膜病变标签的大军,将视网膜眼底图像建立标签(Label),甚至有些图像较难辨读,得要医生多次诊断,最高需要经过7次判读才能正确判断,最终这13万张图像,总共经过眼科医生88万次的诊断,成为演算法的训练资料集。

医生建立的标签即是资料的真实值(Ground△Truth),经由深度神经网络的演算法的训练后,Google研究团队利用开源的机器学习架构TensorFlow,演算法过程经过26层卷积神经网,机器可正确地辨识出视网膜病变的5个阶段,分为无、轻微、中度、重度、增生性糖尿病视网膜病变,正确率高达95%,与专业眼科医生的辨识率相当。

这项研究源自于Google研究团队产品经理彭浩怡,她同时也是一位具有执业医生资格的专业医生,“Google有个政策是让大家可以投入20%的上班时间在自己有兴趣的专案中。”她表示,由于自己拥有医学背景,也深深地了解糖尿病视网膜病变引发的失明,是完全可以预防的,且糖尿病视网膜病变就是造成全球失明人数迅速攀升的主因,因此,她开始与印度的医院交流,经过多次讨论后,这项原本只投入20%时间的专案,慢慢地壮大。

彭浩怡表示,定期筛检是预防失明的关键,视网膜眼底图是通过特殊的医学镜头拍摄眼球,再由医生判断图像中有无病变,她表示,糖尿病视网膜病变的状况分为5级,分别是无、轻微、中度、重度、增生性,若是轻微的病变,只会有非常微小的血管瘤,就连医生都很难判读出来,且一般的眼科医生也需要经过长时间的训练才可以正确地辨识。

目前这项研究还在临床实验的阶段,还未正式在美国的医院实施,彭浩怡表示,虽然技术已经成熟,但在印度眼科医院试行时,发现硬件是新的挑战,视网膜眼底图像需要经由特殊的医学影像镜头拍摄,未来Google可能会与Nikonck合作,一同开发医学影像镜头。

她认为,即使在系统在印度眼科医院试行的辨识结果,正确率高于眼科医生,但在不同的环境有许多变因,要拓展到各家医院还有许多工作要做,接下来还要与医生建立信任,要让医生能够理解判读的结果,并且设计工作流程和使用者介面,要使系统符合医生的工作流程,她表示,短时间之内可能还不会正式在美国医院推出,因为根据过去的经验,经由主管机关美国食品药品监督管理局(FDA)的审核时间平均需要5年。

彭浩怡补充,这项判读糖尿病的病变的研究,也可以应用在癌症肿瘤切片上,因为活体组织切片,有很多资讯要判读,本来就不容易辨识,若有深度神经网络演算法协助辨识,可辅助医生诊断,也可以减少误诊的机率。

Google台湾董事总经理简立峰表示,过去医疗和资讯科技都是大家投入许多心力的领域,这次AI的技术让这两个领域可以跨域的结合,“以前要做医学相关的科技研究,特征萃取工程是一大门槛!”由于医生太忙碌,工程师又不懂医疗领域的特征,在特征萃取工程的工作上,往往花了最多时间。

但是,深度神经网络则不需要人工挑选特征,演算法会自动完成特征萃取的工程,不需要经过繁复的特征工程,因此,跨领域的研究变得更加有机会,他表示,台湾若要投入相关的研究,其实是非常有机会得,因为台湾拥有足够的医疗数据,也有开源软件工具可以使用,且医疗领域每个国家有自己本地的特色和资料。

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