人腦電腦，誰(shuí)更了解大腦
看片子，人腦電腦誰(shuí)更強(qiáng)？日前，神經(jīng)影像領(lǐng)域一場(chǎng)“人機(jī)大戰(zhàn)”在北京落幕。醫(yī)療人工智能以更快的速度和更高的準(zhǔn)確率，戰(zhàn)勝多位神經(jīng)疾病專(zhuān)家組成的“人類(lèi)戰(zhàn)隊(duì)”。專(zhuān)家表示，人工智能有望將醫(yī)生從繁重的讀片診斷中解放出來(lái)，有更多時(shí)間做研究、給病人以溫暖，節(jié)省患者看病成本。同時(shí)，專(zhuān)家也提醒，影像判讀不是單純看片子，對(duì)患者的病史也要有了解。不同疾病有時(shí)會(huì)有相同表現(xiàn)，需要醫(yī)生通過(guò)多年的積累綜合判斷。
備受關(guān)注的神經(jīng)影像領(lǐng)域“人機(jī)大戰(zhàn)”，日前在北京落下帷幕。大賽由國(guó)家神經(jīng)系統(tǒng)疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心、首都醫(yī)科大學(xué)人腦保護(hù)高精尖創(chuàng)新中心和中國(guó)卒中學(xué)會(huì)聯(lián)合主辦。人工智能（AI）選手“BioMindTM天醫(yī)智”以高出20%的正確率，戰(zhàn)勝了來(lái)自全球神經(jīng)系統(tǒng)疾病診斷的25名醫(yī)界“最強(qiáng)大腦”。醫(yī)療AI將給腦科醫(yī)學(xué)帶來(lái)哪些改變？
比拼速度 電腦更快
當(dāng)場(chǎng)內(nèi)大屏幕上的倒計(jì)時(shí)還有14分鐘30秒的時(shí)候，答題完畢的提示音響了?，F(xiàn)場(chǎng)數(shù)百名觀(guān)眾不禁發(fā)出唏噓聲。原來(lái)，需要獨(dú)立完成225道題目的“BioMind天醫(yī)智”提前了將近15分鐘“交卷”，這時(shí)的“人類(lèi)戰(zhàn)隊(duì)”仍在緊張作答。
正式比賽分為AB兩組。A組的一方是15名“人類(lèi)戰(zhàn)隊(duì)”醫(yī)生成員，由全國(guó)線(xiàn)上預(yù)賽產(chǎn)生的優(yōu)勝者6名、國(guó)內(nèi)神經(jīng)疾病排名前列的專(zhuān)家7名及國(guó)外知名醫(yī)院專(zhuān)家2名組成。每位醫(yī)生需要在30分鐘內(nèi)對(duì)15張顱內(nèi)腫瘤的CT、MRI影像進(jìn)行判讀及血腫預(yù)測(cè)。另一方人工智能BioMind同樣需要在30分鐘內(nèi)完成15名醫(yī)生的工作，即完成總計(jì)225道題的判讀。B組共有10名醫(yī)生，全部是副主任級(jí)別以上，他們進(jìn)行的是腦血管疾病CT、MRI影像判讀，B組每名醫(yī)生需要在30分鐘內(nèi)判讀3張片子，允許醫(yī)生們進(jìn)行判讀結(jié)果討論，而B(niǎo)ioMind需要在30分鐘內(nèi)判讀30張片子。
“人類(lèi)戰(zhàn)隊(duì)”選手面前都是一臺(tái)顯示題目的電腦、一張紙質(zhì)版的答題卡以及一支筆，答題時(shí)選手們緊緊盯著屏幕，撥動(dòng)鼠標(biāo)查看影像圖，不時(shí)托著下巴思考。另一側(cè)，“BioMind天醫(yī)智”的屏幕上，飛快地掃過(guò)一張張片子，并快速顯示出在它看來(lái)每組片子反映的腦部腫瘤疾病。
參賽的人工智能機(jī)器，由北京天壇醫(yī)院與北京安德醫(yī)智科技有限公司合作研發(fā)。拜師北京天壇醫(yī)院神經(jīng)影像學(xué)中心主任高培毅教授后，“BioMind天醫(yī)智”已成為天壇醫(yī)院神經(jīng)影像團(tuán)隊(duì)最“年輕”的入室弟子。
北京天壇醫(yī)院放射科副主任荊利娜是14號(hào)選手。她答題與平時(shí)看片子狀態(tài)一樣。15道題目里有一兩道拿不準(zhǔn)，平時(shí)如果遇上這種情況，她會(huì)寫(xiě)出兩個(gè)答案，然后向高年資的專(zhuān)家請(qǐng)教，或者大家一起討論一下。比賽的時(shí)候只能寫(xiě)一個(gè)答案，當(dāng)時(shí)想了比較久。
大量樣本 瞬時(shí)掌握
到底是“最強(qiáng)大腦”勝出，還是這個(gè)剛剛問(wèn)世不久的醫(yī)療AI勝出？
此次比賽中，A組試題為高培毅從天壇醫(yī)院腦腫瘤病例庫(kù)中隨機(jī)挑選，B組為北京天壇醫(yī)院常務(wù)副院長(zhǎng)王擁軍教授從國(guó)家神經(jīng)系統(tǒng)疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心腦出血病例庫(kù)隨機(jī)挑選，兩組試題均非AI訓(xùn)練試題，為保證試題的保密性，來(lái)自北京市長(zhǎng)安公證處的公證人員為試題挑選、封存進(jìn)行了公證。
最終現(xiàn)場(chǎng)比賽結(jié)果是： A組的225例判讀，AI用時(shí)15分鐘準(zhǔn)確率87%、15位醫(yī)生用時(shí)30分鐘準(zhǔn)確率66%；B組：AI用時(shí)15分鐘準(zhǔn)確率83%，10位醫(yī)生用時(shí)30分鐘準(zhǔn)確率63%，無(wú)論時(shí)間還是準(zhǔn)確率，AI完勝。
荊利娜對(duì)它的速度是有心理準(zhǔn)備的，天壇醫(yī)院多年的病例匯總分析都錄入了它的系統(tǒng)里，樣本量超級(jí)大，而且是瞬時(shí)掌握，速度方面肯定比不過(guò)它。但真的沒(méi)想到在準(zhǔn)確率方面會(huì)輸。
面對(duì)“BioMind天醫(yī)智”兩輪勝出的成績(jī)，它的老師高培毅說(shuō)，通過(guò)對(duì)北京天壇醫(yī)院近十年來(lái)接診的數(shù)萬(wàn)神經(jīng)系統(tǒng)相關(guān)疾病病例影像的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，“BioMind天醫(yī)智”在腦膜瘤、膠質(zhì)瘤等常見(jiàn)病領(lǐng)域的磁共振影像診斷能力相當(dāng)于一個(gè)高級(jí)職稱(chēng)醫(yī)師級(jí)別的水平，實(shí)力不容小覷。每種腫瘤背后，它都學(xué)習(xí)了1000個(gè)病例，目前基本上已經(jīng)掌握了50種顱腦腫瘤，這是任何一名醫(yī)生都難以實(shí)現(xiàn)的。
“對(duì)它的比賽成績(jī)不夠滿(mǎn)意，我認(rèn)為它的準(zhǔn)確率應(yīng)該在90%以上。”高培毅說(shuō)，接下來(lái)他們將對(duì)AI的“丟分”原因進(jìn)行研究分析。
“機(jī)器訓(xùn)練時(shí)間不夠，如果能夠再多給AI一些學(xué)習(xí)時(shí)間，它將會(huì)表現(xiàn)更好。”王擁軍說(shuō)，如果AI對(duì)于血腫預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確率能夠超過(guò)85%，國(guó)家神經(jīng)系統(tǒng)疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心就計(jì)劃啟動(dòng)臨床驗(yàn)證研究。
人工智能 前景如何
速度快、準(zhǔn)確率高，醫(yī)療AI表現(xiàn)令人贊嘆的同時(shí)，更多人關(guān)心的是它未來(lái)將給神經(jīng)醫(yī)學(xué)帶來(lái)哪些改變，人腦疾病可以實(shí)現(xiàn)電腦診斷嗎？
高培毅介紹，天壇醫(yī)院一個(gè)影像大夫每天讀片診斷的時(shí)間達(dá)到18個(gè)小時(shí)。按照“BioMind天醫(yī)智”目前的速度，一個(gè)大夫一天的工作量，它只需要400—500秒，也就是不到10分鐘的時(shí)間?，F(xiàn)在患者到醫(yī)院做核磁，結(jié)果都要等第二天以后才能拿到。如果讓AI來(lái)做，那么核磁結(jié)果基本上立等可取，幾分鐘就行。
“醫(yī)生工作強(qiáng)度非常大，希望未來(lái)AI能把醫(yī)生解放出來(lái)，讓醫(yī)生有更多時(shí)間做研究、給病人溫暖，也讓患者節(jié)省看病成本。”高培毅說(shuō)。
對(duì)于“BioMind天醫(yī)智”在神經(jīng)影像輔助診斷領(lǐng)域取得的飛速發(fā)展和驚人成績(jī)，王擁軍說(shuō)，它在短短幾個(gè)月的時(shí)間內(nèi)，不斷提升疾病診斷效率和準(zhǔn)確率；可以學(xué)到很多醫(yī)院多年都見(jiàn)不到的罕見(jiàn)、疑難病例，在神經(jīng)領(lǐng)域的研究開(kāi)發(fā)和學(xué)習(xí)深度上，擁有先天優(yōu)勢(shì)和大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。目前已經(jīng)向國(guó)家藥監(jiān)局提交申請(qǐng)，希望在臨床中應(yīng)用這款A(yù)I產(chǎn)品，提高基層醫(yī)院影像診斷準(zhǔn)確率，同時(shí)也提高影像判讀速度，為患者節(jié)約時(shí)間。
本次決賽的評(píng)委之一、重慶醫(yī)科大學(xué)神經(jīng)科學(xué)中心主任謝鵬教授表示：“對(duì)已有知識(shí)的診斷來(lái)說(shuō)，從大數(shù)據(jù)深度學(xué)習(xí)的角度上看，AI獲勝的幾率要大得多，它應(yīng)該是了然于胸的。但在一些新的、特定的、目前醫(yī)學(xué)界也還沒(méi)有太多共識(shí)的疾病領(lǐng)域，AI可能還‘搞’不過(guò)人類(lèi)。”
“我覺(jué)得將來(lái)它贏不了我。”荊利娜說(shuō)，它不了解醫(yī)學(xué)的復(fù)雜性，影像判讀不是單純看片子，對(duì)患者的病史也要有了解，包括實(shí)驗(yàn)室檢查等。不同疾病也會(huì)有相同表現(xiàn)，需要醫(yī)生通過(guò)多年的積累綜合判斷傾向于哪一個(gè)，而不是單純通過(guò)核磁片子、通過(guò)某個(gè)征象來(lái)判斷。
“我個(gè)人并不是很在意這場(chǎng)比賽誰(shuí)輸誰(shuí)贏。”王擁軍表示，本次神經(jīng)影像人工智能人機(jī)大賽并非意在挑起人類(lèi)醫(yī)生和AI之間的戰(zhàn)火，希望能夠通過(guò)這個(gè)比賽，能讓醫(yī)生們體驗(yàn)到人工智能的魅力，特別是讓部分抱有懷疑態(tài)度的醫(yī)生，進(jìn)一步對(duì)人工智能進(jìn)行了解。
“大量病例的標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)注既是AI發(fā)展的機(jī)遇，又是制約發(fā)展的瓶頸。真正的AI技術(shù)是一個(gè)不斷學(xué)習(xí)的過(guò)程，永遠(yuǎn)不會(huì)完美。”王擁軍表示，具備“天壇標(biāo)準(zhǔn)”的AI技術(shù)漸趨成熟后，將成為輔助基層醫(yī)生，特別是偏遠(yuǎn)地區(qū)基層醫(yī)生如何閱讀、診斷、預(yù)測(cè)片子的學(xué)習(xí)和培訓(xùn)工具，方便腦病患者在“家門(mén)口”就能獲得高品質(zhì)、個(gè)性化的診療方案。此外，它能夠幫助醫(yī)生完成初篩和評(píng)定，最終由醫(yī)生進(jìn)行印證判斷，提高工作效率，節(jié)省重復(fù)機(jī)械工作，特別是在判斷結(jié)果不一致時(shí)，可提醒醫(yī)生避免漏診誤診。
王君平
