不久以前，首款黃色人種皮膚腫瘤人工智能輔助決策系統(tǒng)—“優(yōu)智AI”上線發(fā)布會(huì)在中日友好醫(yī)院舉行。這款人工智能決策系統(tǒng)不但在識(shí)別皮膚腫瘤的準(zhǔn)確度上處于國際領(lǐng)先水平，而且它還特別針對黃色人種，在我國皮膚病臨床應(yīng)用上更有實(shí)際意義。人工智能到底能給皮膚病的診斷帶來什么樣“革命性”的改變？讓我們一起來了解一下。

皮膚腫瘤表現(xiàn)復(fù)雜易混淆

雖然醫(yī)學(xué)技術(shù)在不斷進(jìn)步，但是提到“腫瘤”這兩個(gè)字還是會(huì)令人不安。皮膚腫瘤是發(fā)生在皮膚的細(xì)胞增生性疾病，包括良性腫瘤和惡性腫瘤。良性腫瘤在增大到一定程度后停止生長，不會(huì)危及生命；而惡性腫瘤則會(huì)不斷增殖，發(fā)生轉(zhuǎn)移，威脅生命，也被稱作皮膚癌。

色素痣、瘢痕疙瘩、纖維瘤、脂肪瘤等都屬于皮膚良性腫瘤；皮膚惡性腫瘤則分為兩大類，即皮膚實(shí)體腫瘤與皮膚淋巴瘤。常見的皮膚惡性腫瘤包括基底細(xì)胞癌、鱗狀細(xì)胞癌、惡性黑色素瘤等。

以黑色素瘤為例，近年來黑色素瘤在我國的發(fā)病率呈現(xiàn)快速增長趨勢，每年新發(fā)病例約2萬人。由于黑色素瘤在我國發(fā)病率較低，因此大眾甚至部分皮膚科醫(yī)生對于此類疾病都并不熟悉。

對抗皮膚腫瘤，早發(fā)現(xiàn)、早診斷、早治療非常重要，如果做到這三點(diǎn)，大多數(shù)皮膚腫瘤患者都不會(huì)有生命危險(xiǎn)。然而，很多皮膚惡性腫瘤在早期容易與其他皮膚疾病相混淆，沒有及時(shí)被發(fā)現(xiàn)，等到確診為時(shí)已晚。皮膚腫瘤的臨床表現(xiàn)較為復(fù)雜，容易造成誤診和漏診，這樣的情況在我國的基層醫(yī)療機(jī)構(gòu)更為突出。

我國皮膚科醫(yī)生的困境

數(shù)據(jù)顯示，我國各類醫(yī)療機(jī)構(gòu)每年的皮膚科門診量超過2億，而皮膚科醫(yī)生數(shù)量僅僅2萬多。這意味著，皮膚科醫(yī)生的年均接診量數(shù)以萬計(jì)。高負(fù)荷的門診量是皮膚科醫(yī)生的壓力來源之一。并且，皮膚科還是涉及病種最多的臨床二級學(xué)科，根據(jù)皮膚科經(jīng)典教科書記載，不同皮膚病診斷名稱甚至超過2000種。

病種多，門診量大，而皮膚科醫(yī)生除了數(shù)量嚴(yán)重不足，不同地域不同醫(yī)療機(jī)構(gòu)醫(yī)生的診斷水平也存在著顯著差異。這已經(jīng)成為當(dāng)今皮膚科及皮膚科醫(yī)生面臨的重大臨床問題。

究竟該如何解決這道難題？人工智能的出現(xiàn)迎來了一線曙光。

根據(jù)皮膚病的特性，其臨床表現(xiàn)多位于肌膚暴露部位，很多疾病都可以通過查看臨床圖片、皮膚鏡圖片、病理切片等影像資料來進(jìn)行判斷，“皮膚科是最適合遠(yuǎn)程醫(yī)療和人工智能的醫(yī)療領(lǐng)域”已成為不少專家的共識(shí)。

人工智能助力皮膚科醫(yī)生

人工智能(英文縮寫AI)給皮膚病的診治帶來了哪些可能？皮膚腫瘤人工智能產(chǎn)品作為輔助診斷工具，能夠使得很多原本被誤診、漏診的皮膚腫瘤及早被發(fā)現(xiàn)。

2017年，美國斯坦福大學(xué)發(fā)表了關(guān)于皮膚腫瘤機(jī)器深度學(xué)習(xí)的研究。結(jié)果顯示，深度學(xué)習(xí)在皮膚腫瘤良惡性3分類和疾病大類9分類任務(wù)上的符合率分別可達(dá)72.1%和55.4%，而針對同樣的分類識(shí)別，專業(yè)醫(yī)生平均符合率分別為65.8%和54.2%。

近年來，我國皮膚影像技術(shù)快速發(fā)展，皮膚鏡是一種無創(chuàng)性的檢查，能夠觀察肉眼難以發(fā)現(xiàn)的皮膚結(jié)構(gòu)及變化，探知皮膚表層以下的相關(guān)結(jié)構(gòu)，如色素分布模式、血管模式以及其他特殊結(jié)構(gòu)等，為皮膚疾病的診斷提供更為精細(xì)和完整的信息。

我國的皮膚科人工智能研發(fā)也有了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。2017年5月，我們課題組牽頭全國專家，啟動(dòng)并實(shí)施了中國人種皮膚影像資源庫項(xiàng)目(CSID)，收集并建立了20萬份多維度皮膚影像數(shù)據(jù)(每組含臨床照片、皮膚鏡、皮膚CT和皮膚病理圖片)。在此項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，正式發(fā)布皮膚腫瘤人工智能輔助決策系統(tǒng)—“優(yōu)智AI”，“優(yōu)智AI”正是采用這些皮膚影像數(shù)據(jù)進(jìn)行深度學(xué)習(xí)的成果，其測試結(jié)果顯示診斷良惡性分類符合率可達(dá)85.2%，在疾病和大類混合分類上可達(dá)66.7%，在識(shí)別準(zhǔn)確度的數(shù)據(jù)上已經(jīng)達(dá)到國際水平，更適用于黃色人種，具有很強(qiáng)的臨床指導(dǎo)意義。

在“優(yōu)智AI”的發(fā)布會(huì)上，皮膚科醫(yī)師與優(yōu)智AI系統(tǒng)進(jìn)行了“人機(jī)對話”。由國內(nèi)多位皮膚科專家組成的出題組預(yù)先準(zhǔn)備了60組病例圖片，現(xiàn)場隨機(jī)抽取10組圖片由“優(yōu)智AI”系統(tǒng)與醫(yī)師同時(shí)作答。結(jié)果顯示，“優(yōu)智AI”系統(tǒng)良性分類符合率達(dá)100.0%，惡性符合率為75.0%，平均符合率可達(dá)90.0%；醫(yī)生組對應(yīng)分別為76%、62.5%和63.0%。

手機(jī)裝載皮膚鏡 手機(jī)裝載“優(yōu)智AI” 皮膚鏡取患處照片 AI給出診斷建議

通過皮膚攝影、皮膚鏡、皮膚CT、皮膚超聲等技術(shù)獲得的多維度皮膚病影像資料，可以被“優(yōu)智AI”系統(tǒng)讀取。第一步，系統(tǒng)給出良性、惡性、交界性以及腫瘤還是非腫瘤的判斷及其可能性。第二步，系統(tǒng)列出可能的疾病名稱，這些輔助診斷結(jié)果都會(huì)即時(shí)顯示在皮膚科醫(yī)生的眼前?！叭藱C(jī)對話”的結(jié)果也表明，“優(yōu)智AI”系統(tǒng)已經(jīng)完成了應(yīng)用于臨床的功能實(shí)現(xiàn)，對于皮膚科醫(yī)生，尤其能夠有效助力基層和低年資皮膚科醫(yī)生的臨床工作。

實(shí)際上，“AI系統(tǒng)”可以裝在我們現(xiàn)在普遍應(yīng)用的智能手機(jī)上，將皮膚鏡拍好的病變皮膚照片輸入手機(jī)的“AI系統(tǒng)”，“AI系統(tǒng)”就會(huì)直接給出輔助診斷結(jié)果，供皮膚科醫(yī)生參考。也就是說，臨床醫(yī)生只要使用智能手機(jī)就可以進(jìn)行人工智能輔助診斷，操作非常簡便(見插圖)。

人工智能離我們還有多遠(yuǎn)

2018年我國的政府工作報(bào)告提出，加強(qiáng)新一代人工智能研發(fā)應(yīng)用，發(fā)展智能產(chǎn)業(yè)，拓展智能生活。這是繼2017年“人工智能”首次被寫入政府工作報(bào)告之后，人工智能又一次出現(xiàn)在政府工作報(bào)告中。

數(shù)據(jù)顯示，截至2017年6月，全球人工智能企業(yè)總數(shù)達(dá)到2542家，其中中國企業(yè)數(shù)量居第二位，僅次于美國。在人工智能的深度學(xué)習(xí)、識(shí)別技術(shù)等方面，我國企業(yè)都展現(xiàn)出卓越的實(shí)力。

首款黃色人種皮膚腫瘤人工智能輔助決策系統(tǒng)聚焦于皮膚腫瘤，下一步將擴(kuò)展到更多皮膚病病種，適用于更多皮膚病的輔助決策。

此次推出的“優(yōu)智AI”系統(tǒng)則是通過人工智能助力醫(yī)生開展臨床診治工作，目標(biāo)是服務(wù)于國內(nèi)百萬數(shù)量級的基層醫(yī)療機(jī)構(gòu)。同時(shí)，也希望通過與國家遠(yuǎn)程醫(yī)療與互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)學(xué)中心的戰(zhàn)略合作，針對AI解決不了的疑難病癥開展遠(yuǎn)程會(huì)診。

“優(yōu)智AI”系統(tǒng)的發(fā)布在人工智能應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域有著里程碑式的意義，基于皮膚科所具有的形態(tài)學(xué)、影像學(xué)特征，識(shí)別技術(shù)在皮膚病診療方面有著極高的實(shí)用價(jià)值，因此皮膚病人工智能系統(tǒng)在應(yīng)用層面的產(chǎn)業(yè)化落地有望領(lǐng)航醫(yī)療類人工智能。此外，皮膚科影像AI與遠(yuǎn)程醫(yī)療體系的結(jié)合，可以給醫(yī)師提供一個(gè)非常好的圖像診斷工具，一方面提高圖像指標(biāo)的測量準(zhǔn)確性和快速性，另一方面提高診斷的一致性和同質(zhì)性。在遠(yuǎn)程醫(yī)療各醫(yī)院協(xié)同工作中具有先天優(yōu)勢，也給基層醫(yī)生提供了學(xué)習(xí)和使用規(guī)范化診療的平臺(tái)和工具。