最近，翔叔看到了一則爆炸性新聞——Google AI大戰(zhàn)乳腺癌，現(xiàn)在進(jìn)入2.0時(shí)代！在最新公布的進(jìn)展中，Google深度學(xué)習(xí)算法在轉(zhuǎn)移性乳腺癌的檢測(cè)精度測(cè)試中，準(zhǔn)確率達(dá)到了99.3%。毫無(wú)疑問(wèn)，這是人類醫(yī)生難以企及的準(zhǔn)確率。
根據(jù)最近一項(xiàng)評(píng)估，人類病理檢驗(yàn)師，在時(shí)間限制下，有62%的時(shí)間發(fā)現(xiàn)不了個(gè)別載玻片上的小轉(zhuǎn)移現(xiàn)象。
自人類存在的這千百年來(lái)，癌癥始終是威脅生命的第一大敵人。聽到了癌癥，就似乎聽到了死亡。現(xiàn)如今，在商業(yè)巨頭的領(lǐng)銜之下，人工智能的觸角終于伸向醫(yī)療領(lǐng)域，如今，Google AI一小步，乳腺癌檢測(cè)一大步。在對(duì)抗癌癥的戰(zhàn)場(chǎng)上，給人類送上了重要的助攻。
全世界婦女的頭號(hào)癌癥殺手：乳腺癌
乳腺癌是全世界婦女的頭號(hào)癌癥殺手，尤其在發(fā)展中國(guó)家正在增多，那里的大多數(shù)病例到晚期才得到診斷。
乳腺癌是全世界婦女最常見(jiàn)的癌癥，占所有婦女癌癥的16%。全球平均每年乳腺癌新發(fā)病例約167萬(wàn)，死亡病例約52萬(wàn)，平均每26秒就會(huì)新增一例患者。乳腺癌在發(fā)達(dá)國(guó)家較常見(jiàn)，且女性患乳腺癌的機(jī)率是男性的100倍。
在中國(guó)，乳腺癌發(fā)病率的增速是全球平均增速的兩倍，在全世界排第一。每10名女性，就有1人患乳腺癌或者認(rèn)識(shí)乳腺癌患者。每4個(gè)乳腺增生患者就有1個(gè)可能成為乳癌。
在全球范圍內(nèi)，乳腺癌的發(fā)病率相差很大，年齡標(biāo)化發(fā)病率在北美洲高達(dá)10萬(wàn)分之99.4。東歐、南美洲、非洲南部和西亞的發(fā)病率略低，但也在增長(zhǎng)。的發(fā)病率出現(xiàn)在多數(shù)非洲國(guó)家，但那里的乳腺癌發(fā)病率也在上升。
在世界范圍內(nèi)，乳腺癌存活率相差很大。從北美洲、瑞典和日本的80%或以上到中等收入國(guó)家的約60%以及低收入國(guó)家的40%以下（Coleman等，2008年）。
較不發(fā)達(dá)國(guó)家中的存活率較低，主要可以解釋為缺少早期發(fā)現(xiàn)規(guī)劃，從而造成很大比例的婦女到疾病晚期才去求醫(yī)，并缺少適當(dāng)?shù)脑\斷和治療設(shè)施。
對(duì)乳腺癌的若干高危因素已有充分的文獻(xiàn)記錄，包含了：肥胖癥、缺乏運(yùn)動(dòng)、飲酒、更年期時(shí)的激素替代療法、游離輻射、初經(jīng)提早開始與晚生或不生育。大約5-10%的病例是因父母親的遺傳而發(fā)生。這些遺傳因子包含了BRCA1、BRCA2與其他因子。低收入和中等收入國(guó)家越來(lái)越多地采用西方生活方式，是這些國(guó)家乳腺癌發(fā)病率上升的一個(gè)重要決定因素。
Google AI研發(fā)新型癌癥檢測(cè)算法，
乳腺癌檢測(cè)準(zhǔn)確率可達(dá)99％
首先，翔叔先給大家科普一下：
到底什么是轉(zhuǎn)移性乳腺癌？
可以從轉(zhuǎn)移性腫瘤說(shuō)起，指的是癌細(xì)胞脫離其原始組織，通過(guò)循環(huán)或淋巴系統(tǒng)穿過(guò)身體，并在身體的其他部位形成新的腫瘤。
在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，這是一種未知的非常難以檢測(cè)的一種腫瘤。
2009年，在波士頓，兩家醫(yī)療中心對(duì)102名乳腺癌患者進(jìn)行的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，有四分之一的患者都由于醫(yī)療過(guò)程中“照護(hù)程序”失敗，而受到了不同程度的影響，例如可能是因?yàn)樯眢w檢查不充分和診斷檢查不完整。
全球范圍內(nèi)，有50萬(wàn)人因乳腺癌死亡，雖然乳腺癌的發(fā)病機(jī)制未有明確定論，但可以確定的是，90%都是由于轉(zhuǎn)移造成的。但現(xiàn)在，谷歌AI就針對(duì)這種轉(zhuǎn)移帶來(lái)新福音。
圣地亞哥海軍醫(yī)學(xué)中心和谷歌人工智能(AI)研究部門Google AI的研究人員，已經(jīng)開發(fā)出了一種很有前途的解決方案，這種方案采用癌癥檢測(cè)算法，能夠自動(dòng)評(píng)估淋巴結(jié)活檢。他們的AI系統(tǒng)被稱為“淋巴結(jié)助手”(簡(jiǎn)稱LYNA)。
在轉(zhuǎn)移性乳腺癌的檢測(cè)精度測(cè)試中，LYNA的準(zhǔn)確率達(dá)到99%，這比人類病理學(xué)家更勝一籌。
LYNA是基于開源圖像識(shí)別深度學(xué)習(xí)模型Inception-v3開發(fā)出來(lái)的，該模型在斯坦福大學(xué)ImageNet數(shù)據(jù)集中的準(zhǔn)確率超過(guò)78.1%。正如研究人員解釋的那樣，在訓(xùn)練過(guò)程中，它以299像素的圖像作為輸入，在像素水平描述出組織貼片中的腫瘤，提取標(biāo)簽，并調(diào)整模型的算法權(quán)重以減少誤差。
該團(tuán)隊(duì)改進(jìn)了之前發(fā)布的算法，將LYNA暴露于正常組織與腫瘤斑塊之比為4:1的環(huán)境中，并提高了訓(xùn)練過(guò)程的“計(jì)算效率”，這反過(guò)來(lái)會(huì)促使算法“看到”更多的組織多樣性。此外，研究人員還對(duì)活檢切片掃描的變化進(jìn)行了規(guī)范化，他們說(shuō)這在更大程度上提高了模型的性能。
研究人員將LYNA應(yīng)用于檢測(cè)淋巴結(jié)2016年挑戰(zhàn)數(shù)據(jù)集(Camelyon16)的癌癥轉(zhuǎn)移診斷，Camelyon16中有399張淋巴結(jié)的幻燈片圖片，它們來(lái)自荷蘭拉德堡大學(xué)醫(yī)學(xué)中心、荷蘭烏得勒支大學(xué)醫(yī)學(xué)中心，以及20名患者的108張單獨(dú)照片。
在這些幻燈片測(cè)試中，LYNA達(dá)到了99.3%的準(zhǔn)確率。當(dāng)模型的靈敏度閾值被調(diào)整以檢測(cè)每張幻燈片上的所有腫瘤時(shí)，它顯示了69%的靈敏度，準(zhǔn)確地識(shí)別出評(píng)估數(shù)據(jù)集中的所有40個(gè)轉(zhuǎn)移性腫瘤，沒(méi)有任何假陽(yáng)性。此外，它不受氣泡、處理不良、出血和過(guò)度染色等幻燈片偽影的影響。
LYNA并不完美，它偶爾會(huì)認(rèn)錯(cuò)巨細(xì)胞、生發(fā)癌和骨髓來(lái)源的白細(xì)胞，也就是所謂的組織細(xì)胞，但它的表現(xiàn)比負(fù)責(zé)評(píng)估同樣幻燈片的執(zhí)業(yè)病理學(xué)家更好。在Google AI和谷歌母公司Alphabet旗下生命科學(xué)子公司Verily發(fā)表的第二篇論文中，該模型將6名病理學(xué)家組成的小組檢測(cè)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移所需時(shí)間減半。
未來(lái)的工作將研究該算法是否提高了效率或診斷準(zhǔn)確性。研究人員寫道：“在幻燈片診斷中，LYNA獲得了比病理學(xué)家更高的敏感性。這些技術(shù)可以提高病理學(xué)家的工作效率，減少與腫瘤細(xì)胞形態(tài)學(xué)檢測(cè)相關(guān)的假陰性數(shù)量。”
乳腺癌檢測(cè)只是谷歌AI在醫(yī)療領(lǐng)域涉及的其中一小項(xiàng)。事實(shí)上，它在視網(wǎng)膜成像測(cè)試、眼疾病檢測(cè)、糖尿病檢測(cè)與管理、心臟病監(jiān)測(cè)、帕金森綜合征的早期預(yù)測(cè)等多個(gè)細(xì)分領(lǐng)域中的AI實(shí)踐，正在全面地形成谷歌AI驅(qū)動(dòng)醫(yī)療建設(shè)的全棧陣營(yíng)。
AI醫(yī)療發(fā)展至今，其本質(zhì)意義早已超越了其他領(lǐng)域的資本競(jìng)賽。畢竟，它的成果不僅僅代表著大資本家們又抓住了某個(gè)新的風(fēng)口，更代表著人類，在對(duì)抗癌癥這一恐怖的魔鬼的時(shí)候，可以更有底氣，更有希望！
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