阿里巴巴达摩院医疗AI团队正在用AI诊癌

阿里巴巴达摩院医疗AI团队正在用AI诊癌 3个月之后，阿里巴巴“医疗AI多癌早筛公益项目”在浙江丽水启动，并在丽水市中心医院和景宁县人民医院完成了部署。从胰腺癌和骨质疏松两个病种的筛查入手，后续还将涵盖肝癌、食管癌、胃癌、结直肠癌等占据新发癌量38.1%的病灶发现，以及脂肪肝及肺结节等总计13个病种，借助最新的医疗AI技术，丽水的百姓们在日常检查中就可以顺便进行多癌、多病症的早筛。吕乐是达摩院医疗AI团队负责人，他希望这项研究在丽水能够帮助到更多医生，治愈更多病人。我自己亲戚也有癌症患者，也用了我们AI工具来判断是否肿瘤可切除。丽水来了PANDA丽水市中心医院放射科的周医生，最近的工作迎来了细微但又明显的变化。他日常所用的图像传输系统加载上了阿里达摩院的PANDA模型，除了熟悉的影像界面，他还多了得力的“AI助手”，会辅助显示检查结果和进行风险提示。在PANDA的帮助下，周医生进行了过往病例的筛查验证，有两例胰腺癌病例被发现在过去实际的检查环境下，这两个患者通过平扫CT所诊断出来的结果都是胰腺炎，是后续因为其它原因又做了增强CT或者增强磁共振后才确诊了胰腺癌他对“AI助手”的灵敏性非常满意。胰腺癌，被称为“癌王”，虽然不像胃癌、肝癌等癌种高发，但早期无明显症状，很难被发现，患者有症状来到医院时，一般已是晚期极难治愈，平均5年生存率仅10%。“针对胰腺癌变位置隐匿、在平扫CT图像中无明显表征等特点，我们构建了一个独特的深度学习框架，最终训练为胰腺癌早期检测模型。”达摩院医疗AI团队产品专家、PANDA项目相关负责人郭建飞说，模型所直面的就是针对胰腺癌的早筛，其原理就是利用AI放大并识别平扫CT图像中那些肉眼难以识别的细微的病灶特征。周医生所感知到的灵敏性，背后是PANDA落地丽水前就经历过的广泛临床验证。PANDA模型构建了一个包含3208名真实病人的训练集，最终通过了上海市胰腺疾病研究所、浙江大学医学院附属第一医院等10家医院/高校包含6239名病人的多中心验证，以及约2万名连续病人的真实世界临床验证，其胰腺癌识别敏感性相较于人工诊断提高了34.1%。另外，在PANDA发布之前，大家并不知道平扫CT可以用来检查癌症。过去对肿瘤的检测和诊断主要依赖于增强CT，需要给病人注射或者口服造影剂，并不适合大规模筛查使用。灵敏性和便利性，正是Nature Medicine给予PANDA评价的原因所在。PANDA的日常使用者除了放射科，还有体检科，郭建飞介绍说，它既有CT检查的高普及度，又兼顾人工智能的高灵敏度，可以在患者的日常体检与医院检查中进行癌症以及慢性病筛查，一次早筛多个癌种，将有效提高癌症的筛查效率，提高无症状人群的早期癌症发现率，从而改善癌症患者预后。对丽水百姓来说，他们也许并无明显的感知，但变化已经在发生。世界前沿的医学研究成果被率先落地到了丽水，他们到相关医院检查、体检时，不需花费额外的费用，就可以从单一的、浅层次的检查，变成早早地预知风险，大大提高疾病治愈率，也将大大节约个人与家庭的医疗开支和国家医保经费。一个黄金时代准备就绪在达摩院PANDA相关论文发表时，Nature Medicine杂志配发了一篇社评，名为《基于AI与医疗影像的肿瘤筛查：一个黄金时代准备就绪》（AI and imaging-based cancer screening: getting ready for prime time)。黄金时代，既是为该项研究的前沿性提出褒奖，也是对其未来能够规模化落地充满了期望，是“极具前途的方法”。对达摩院和阿里公益来说也是如此，他们希望通过技术的先进性来实现普惠和健康公平，用公益把医疗领域的先进成果更广泛、更持续地推广下去。PANDA落地丽水正是此意，丽水地处浙江山区，是阿里巴巴公益乡村振兴的重点支持区域。两家试点医院一家是丽水市中心医院，是市级的三甲医院，担负着全市主要的重急症健康保护工作，另一家是景宁县人民医院，是一个县级的二级医院。景宁也是阿里巴巴直接派驻乡村特派员帮扶的县域，它们基本上可以代表丽水地区的医疗卫生系统水平。这意味着我们真正走出了实验室的理想环境，到了基层的医疗系统之中。郭建飞这样认为，此前，PANDA合作的都是来自上海、北京、杭州等国内数一数二的胰腺病专科医院，设备先进、诊疗流程规范，因此用以研究的数据质量很高，模型的构筑和训练是相对可控的。但到了基层医院，郭建飞打了个比方，“就像高清的电视变成了一个雪花黑白电视的那种状态”，它们没有比肩一线医院的先进设备，很多现实情况不可控，但如此普通的医疗水平之下，虽对PANDA模型提出了更高的要求，但对其更大范围的普及却大有裨益。更重要的意义在于，丽水落地PANDA这个模式被验证成功之后，未来就可以批量地规模化复制，任何一家医院都能低成本地把PANDA模型复制过去，这是最大的意义。”郭建飞强调说。正如达摩院医疗AI团队负责人吕乐所说，“因为我们在做的这类东西如果做得好，就可以开放出来，这样才能真正地帮助到千千万万的病人。”怀揣公益、探索医疗AI的“梦之队”吕乐是约翰霍普金斯大学计算机科学博士，现在带领达摩院医疗AI团队前已从事医学影像和临床信息学方面的研发十余年，他希望搭建一个能帮助医生、治愈更多病人的研究团队。我自己亲戚也有癌症患者，也用了我们AI工具来判断是否肿瘤可切除；本地三甲医院的医生认为已经失去了手术机会，后来证明我们AI的判断结果和上海的顶级专科医院的专家判断是一致的，半年前病人已经手术成功，目前已经超过了本地三甲医院估计的生存期。在PANDA模型发表之后，吕乐也不禁感慨，“我们开展胰腺癌研究很长时间了，从来没想到会给自己的家人用到，人生是梦幻，也是命中注定。”达摩院工程师郭建飞也是同样“命中注定”要与PANDA结缘的人。20年前，他在中国医科大学本硕连读时，就对医学影像如何与计算机技术结合产生了浓厚的兴趣，还参与了国内第一本医学影像领域里的计算机辅助诊断教材。这样的追梦人，在达摩院医疗AI团队还有很多，对于一个个尚未找到解法的难题，他们并没有什么既定的方向可以追寻，只能靠在这个领域的科研积累和大胆假设来寻求突破，让AI通过大量的相关图像数据来学习、迭代。郭建飞坦言，PANDA在丽水的顺利推进，依靠的既有20多个来自达摩院的小伙伴，他还和阿里巴巴助力共富工作小组的子略成了背靠背的好伙伴，再加上丽水各个部门和医院的工作人员，大家组成了一支切切实实的“梦之队”。这种阵容的组合搭配，走出了丽水速度，打造了丽水样板，基于AI与医疗影像的肿瘤筛查，一个黄金时代准备就绪。 ... PC版： 手机版：

为什么这么多年轻人得癌症 数据说明了什么？

为什么这么多年轻人得癌症 数据说明了什么？ 通常，这些早发性癌症会影响消化系统，其中结直肠癌、胰腺癌和胃癌的发病率增长最快。在全球范围内，结直肠癌是最常见的癌症之一，往往引起最多的关注。但其他癌症包括乳腺癌和前列腺癌也在上升。在美国，癌症发病率的数据特别严格，自20世纪90年代中期以来，年龄在502岁以下的成年人中，子宫癌每年增加2%。早发性乳腺癌在2016年至2030年间每年增加3.8%。在美国年轻人中，女性的癌症发病率比男性增长得快，西班牙裔比非西班牙裔白人增长得快。美国印第安人和阿拉斯加原住民年轻人中结直肠癌发病率的上升速度快于白人。与白人相比，患有早发性结直肠癌的黑人更有可能在更年轻、更晚期被诊断出来。早发癌症的年轻病例在Cathy Eng治疗过的许多患有癌症的年轻人中，引发深思的是一位患有通常在65岁发病的癌症的年轻女性。这名16岁的女孩从中国飞往美国德克萨斯州接受胃肠道癌症的治疗，这种癌症通常发生在老年人身上。她的父母卖掉了他们的房子来资助她的护理，但已经太晚了。现在是田纳西州纳什维尔范德比尔特大学医学中心肿瘤学家的Eng说:“她的病情已经很严重了，我无能为力。”Eng专门研究成人癌症。虽然这个十年前见到的中国女孩是英格最年轻的病人，但对于她所患的癌症来说，她并不是唯一一个看起来太年轻、太健康的人。在千里之外的印度孟买，外科医生George Barreto也注意到了同样的事情。他说，这些观察很快就变成了个人观察。朋友和家人也患上了不太可能的癌症。“然后我犯了一个人们永远不该犯的错误，”Barreto说（他现在就职于澳大利亚阿德莱德的弗林德斯大学）。“我向他们保证，我会查个水落石出。”Candace Henley在35岁时被诊断出患有结肠直肠癌，她是一位抚养五个孩子的单身母亲。她接受的激烈手术使她无法继续做公交车司机，这家人很快就无家可归了。自从Eng第一次注意到她的病人如此年轻以来，某些事情发生了变化。一些倡导团体已经开始将他们的信息宣传活动瞄准更年轻的受众。Eng说，早发性癌症患者现在更了解情况，当医生忽视他们的症状时，他们会换一家医院再挂号。这可能意味着，医生将更经常在癌症扩散、变得更难治疗之前发现早发性癌症（换句话说，过去的早发癌症可能未被发现）。Barreto和Eng等肿瘤学家收集数据，这一承诺花了数年时间才取得进展。来自世界各地的统计数据现在很清楚:在50岁以下的成年人中，十几种癌症的发病率正在上升。这种增长因国家和癌症而异，但基于全球数据的模型预测，2019年至2030年间，早发性癌症病例的数量将增加30%左右。在美国，结直肠癌通常发生在60多岁或以上的男性身上已经成为502岁以下男性癌症死亡的主要原因。在年轻女性中，它已成为癌症死亡的第二大原因。随着要求更好的筛查、意识和治疗的呼声越来越高，调查人员正在争先恐后地解释为什么发病率在上升。最可能的因素比如肥胖率和早期癌症筛查率的上升并不能完全解释这种增长。一些人在肠道微生物群或肿瘤本身的基因组中寻找答案。但许多人认为，这些问题的答案仍然隐藏在对半个世纪前出生的儿童的生活和健康进行追踪的研究中。单一研究找不到原因，也许是不同因素的综合作用。遗传线索胃肠道癌症的突出表现以及许多国家饮食习惯的变化都表明，肥胖率的上升和富含加工食品的饮食可能是导致发病率上升的罪魁祸首。但新加坡国立大学的肝病学家Daniel Huang说，统计分析表明，这些因素还不足以解释全部情况。他说:“许多人假设肥胖和饮酒等因素可以解释我们的一些发现。但看起来你需要更深入地研究数据。”这些分析与临床医生向《自然》杂志描述的轶事经验相符:他们治疗的年轻人通常都很健康，看起来很健康，几乎没有癌症风险因素。Eng治疗的一名32岁女子正在准备马拉松比赛。以前的医生认为她的大便带血是由高强度训练引起的肠易激综合征。“她非常健康，”Eng说。“如果你仔细观察她，你不会知道她的肝脏有一半以上是肿瘤。”著名的癌症研究资助者，包括美国国家癌症研究所和英国癌症研究所，都支持寻找导致早发性癌症的其他因素的项目。一种方法是在早发性肿瘤中寻找可能将其与老年人肿瘤区分开来的遗传线索。马萨诸塞州波士顿市哈佛医学院的病理学家Shuji Ogino和他的同事发现了早期癌症侵袭性肿瘤的一些可能特征。例如，侵袭性肿瘤有时特别擅长抑制人体对癌症的免疫反应，而Ogino的研究小组已经发现了对一些早发性肿瘤的免疫反应减弱的迹象。但他说，这些差异是微妙的，研究人员还没有找到早发性癌症和晚发性癌症之间的明确界限。“这不是二分法，而更像是连续统一体，”他说。研究人员还研究了居住在人体内的微生物。微生物组组成的破坏，如由饮食变化或抗生素引起的破坏，与炎症和几种疾病(包括某些形式的癌症)的风险增加有关。微生物群和早发性癌症之间是否存在联系仍是一个问题:到目前为止，结果仍处于初步阶段，很难收集长期数据，奥罗拉科罗拉多大学癌症中心的肿瘤学家Christopher Lieu说。他说:“影响微生物群的因素非常广泛。你让人们回忆他们小时候吃了什么，而我几乎不记得我早餐吃了什么。”潜伏但增加研究的规模可能会有所帮助。Eng正在开发一个项目，研究微生物群组成与年轻时癌症发病之间可能存在的相关性，她计划将自己的数据与非洲、欧洲和南美合作者的数据结合起来。波士顿丹娜-法伯癌症研究所(Dana-Farber cancer Institute)年轻发病结直肠癌中心(Young-Onset Colorectal cancer Center)的创始主任Kimmie Ng说，因为在任何一个中心，早发性癌症病例的数量仍然相对较少，这种国际协调对于赋予统计分析更大的力量非常重要。另一种方法是仔细研究国家之间的差异。例如，日本和韩国毗邻而居，经济上相似。但哈佛医学院(Harvard Medical School)癌症流行病学家Tomotaka Ugai表示，早发性结直肠癌在韩国的发病率增长速度比日本快。Ugai和他的合作者希望找出原因。但在一些国家，数据很少。位于华盛顿特区的非营利组织全球结肠癌协会(Global Colon cancer Association)南部非洲地区主任Boitumelo Ramasodi说，在南非，癌症数据只从16%拥有医疗保险的人口中收集。没有保险的人不算在内。她说，家庭很少记录死于癌症的人。对这个国家的许多黑人来说，癌症被认为是白人的疾病;最初，44岁的Ramasodi很难理解自己被诊断出结直肠癌的原因。“黑人不会得癌症，”她当时想。“我年轻，我是布莱克，为什么我会得癌症?”研究表明，在接触石棉或香烟烟雾等致癌物多年后，癌症可能会出现。“如果潜伏期是几十年，那么你去哪里找?科学家认为，需要在生命中尽可能早地观察，才能理解这一点。要做到这一点，研究人员将需要从数千人身上收集40-60年的数据，这足以捕捉到足够数量的早发性癌症。一个不同寻常的数据和血液样本库，这些数据和血液样本是从1959年以来从大约2万名怀孕的孕妇中收集的。从那以后，研究人员跟踪了许多最初的参与者和他们的孩子。休斯顿的德克萨斯大学健康科学中心的流行病学家Caitlin Murphy已经试图梳理这些数据，寻找与早发性癌症的联系，并发现早期结直肠癌与产前接触一种特殊的合成黄体酮之间可能存在联系，这种黄体酮有时被用于预防早产。但研究人员必须在其他人群中重复这项研究才能确定。溯源到子宫寻找从产前到成年的... PC版： 手机版：