AI新進展,個A個月救命的救命那種。
現(xiàn)在,提前只需做一次體檢時常規(guī)的發(fā)現(xiàn)CT檢查,再用AI分析,胃癌就有可能在癌癥還沒有露出明顯癥狀之前——比如提前半年——把它揪出來。病灶
今天,顛覆國內(nèi)與之相關(guān)的醫(yī)學一項成果登上國際頂級期刊《自然·醫(yī)學》(Nature Medicine):
全球首個利用平掃CT識別早期胃癌的AI模型DAMO GRAPE。
它首次突破了傳統(tǒng)影像學的認知限制,實現(xiàn)了用非增強的個A個月普通CT識別胃癌的可能性。
實際操作中,救命DAMO GRAPE在全國20個中心近10萬人的提前大規(guī)模臨床研究證明,其有望大幅提升胃癌檢出率,發(fā)現(xiàn)并輔助影像醫(yī)生提升敏感性。胃癌
這一全球首個大規(guī)模、病灶低成本、基于影像的胃癌篩查初篩手段,是浙江省腫瘤醫(yī)院與阿里巴巴達摩院合作的成果。
就在昨天,浙腫和達摩院還宣布,將依托DAMO GRAPE,率先在浙江、安徽等省份開展大規(guī)模胃癌篩查。
平掃CT+AI,提前6個月發(fā)現(xiàn)早期胃癌病灶
咱們普通人,往往都是聞癌色變。
眾多癌癥中,胃癌不僅是我國最常見的惡性腫瘤之一,且導致的死亡人數(shù)還特別龐大——每年約26萬例,在所有惡性腫瘤中居于第三。
不過患上胃癌并不一定等于死神降臨。如果在早期發(fā)現(xiàn)并切除,5年生存率可達95%~99%,甚至有完全治愈的可能。
然而,早期胃癌沒有區(qū)別于普通胃炎的特異性癥狀,我國胃癌早期發(fā)現(xiàn)率長期徘徊在20%-30%之間。
現(xiàn)在醫(yī)學界主流的胃癌早篩方法是“問卷+胃鏡”,也就是先填標準化風險評估問卷,然后根據(jù)問卷結(jié)果,讓篩選出的高/中危人群做胃鏡篩查。
然而,胃鏡有創(chuàng)、痛苦、高度依賴醫(yī)生的經(jīng)驗,導致這個方法在我國普及難度高、依從性低。
更棘手的是,"問卷+胃鏡"對胃癌的檢出率只有1%左右。也就是說,做100個胃鏡,才能發(fā)現(xiàn)1例確診。
困難重重,困難重重。
直到這一次,浙腫和達摩院提出了“平掃CT+AI”的胃癌篩查模式。
平掃CT是體檢和門診常用的非侵入式檢查,不打造影劑,成本低、效率高,經(jīng)常在各項檢查中使用——有時候為了檢查腎臟器官做一次腹部平掃CT,同時就會掃描到胃部。
但現(xiàn)在主流醫(yī)學認知認為,平掃CT難以用于空腔臟器的檢查,尤其是胃癌篩查,因為:
胃是一個空腔臟器,結(jié)構(gòu)復雜、內(nèi)容物干擾大;
早期胃癌病灶很小,可能只在胃黏膜上有一點點幾不可見的病變組織。
聯(lián)合團隊沒有被傳統(tǒng)認知禁錮,相繼克服胃部形態(tài)變化大、內(nèi)部內(nèi)容物干擾、早期病灶限于黏膜層等挑戰(zhàn),構(gòu)建了全球國模最大的胃癌平掃CT影像多中心數(shù)據(jù)集(6720例),然后在此基礎(chǔ)上研發(fā)出AI模型DAMO GRAPE。
DAMO GRAPE的敏感性和特異性分別達到85.1%和96.8%,相比起人類放射科醫(yī)生分別提升21.8%和14.0%。
(注:“敏感性”可以理解為“揪出”潛在胃癌不遺漏的能力,“特異性”可以理解為準確識別而不虛假亂報警的能力)
具體把這個AI模型應用在“平掃CT+AI”模式的臨床醫(yī)學上,就是先用AI對腹部平掃CT檢查患者初篩,再對AI提示的胃癌高風險人群通過胃鏡確診。
△AI成功從平掃CT識別早期胃癌
論文共同一作、浙江省腫瘤醫(yī)院胃外科博士胡燦提到,2024年4月,一名患者檢測出局部晚期胃癌。醫(yī)生對其進行回溯研究時,將其6個月前檢查其他疾病做過的平掃CT影像喂給DAMO GRAPE,就提示其存在早期胃癌病灶。
假使當時就有AI自動檢測,這名患者將提前6個月確診并接受治療。
△AI提前6個月識別出胃癌
這并非個例,在此次研究中,共回顧了11名患者確診前的CT影像,發(fā)現(xiàn)AI可提前2到10個月不等檢測出胃癌。
在醫(yī)生看不出端倪的CT影像上,AI找出了被遺漏的風險信號,也為胃癌篩查提供了一個全新的可能路徑。
如今,AI模型DAMO GRAPE已經(jīng)率先在浙江、安徽等地部署,并正向更多省市推廣。
可喜的是,在兩家地區(qū)醫(yī)院的模擬篩查試驗中,“平掃CT+AI”模式的胃癌檢出率最高也達到了24.5%。
非常關(guān)鍵的一點,就是這些檢出胃癌的病患中,約40%是原本無癥狀的患者。
△AI能識別各個階段的胃癌填補臨床“無篩查手段”的空白
實際上,用AI提升胃癌檢出率,并不是達摩院第一次在“AI+醫(yī)療”領(lǐng)域取得的突破。
在胃癌AI模型DAMO GRAPE發(fā)布之前,他們已經(jīng)啃下過一塊公認的硬骨頭:
“癌王”胰腺癌。
胰腺癌之所以被稱為癌王,一來是因為胰腺是一個位置偏深、結(jié)構(gòu)細長的器官,在普通CT圖像中本就不容易辨識;二來胰腺癌發(fā)病隱匿,早期幾乎無癥狀,70%以上患者一確診就是晚期,五年生存率低于10%。
更要命的是,醫(yī)學界針對胰腺癌缺乏有效篩查手段,也沒有統(tǒng)一的早篩指南。
但這并沒有阻礙相關(guān)研究的腳步。
2021年,達摩院內(nèi)部明確確立了一個新的研究方向,用“平掃CT+AI”進行癌癥篩查。
之所以想到這樣的手段,是因為CT其實是由一串基于HU value(亨氏單位)的、從-1024到1024的連續(xù)數(shù)值。不同的數(shù)值對應著不同密度的組織,因此,雖然很多細節(jié)超出了人眼分辨的極限,但能通過數(shù)據(jù)分辨。
論文共同一作、達摩院醫(yī)療AI實驗室高級算法專家表示,只要設(shè)計出一個合適的算法,就有希望通過AI找到CT上難以用肉眼看到的小的腫瘤。
在此之前,平掃CT很少用于肺癌之外的癌癥篩查。
業(yè)內(nèi)不是沒有過質(zhì)疑,夏英達就被自己約翰霍普斯金大學博士期間合作醫(yī)生一票否決過,“用平掃CT來看胰腺癌,完全不可能”。
但AI科學家的使命,不就是把不可能變成可能嗎?
也正因為如此,達摩院決定從死亡率最高的胰腺癌入手,把不可能的事當成突破口。
剛進入這個方向時,連最基礎(chǔ)的用AI分割出胰腺的輪廓都極具挑戰(zhàn),想要識別病灶,更是難上加難。“醫(yī)生都沒辦法在平掃CT上看清,那AI怎么標注?我們怎么訓練模型?”
達摩院想到的辦法,是借助增強CT。
醫(yī)生先在增強CT上精確標注出胰腺病灶,再用圖像配準技術(shù),把增強CT的標注信息映射回平掃CT,幫助AI找到關(guān)鍵特征。這樣一來,哪怕醫(yī)生無法直接在平掃圖像上看出病灶,AI也能學會去識別那片區(qū)域的微妙變化。
整個模型訓練過程持續(xù)了近兩年,團隊從全國多家醫(yī)院收集了大量真實數(shù)據(jù),構(gòu)建起當時全球最大的胰腺腫瘤CT訓練集。
最終,一個可落地的AI模型誕生了,這就是專攻胰腺癌篩查的AI模型DAMO PANDA。
在沒有告知醫(yī)生結(jié)論的前提下,達摩院團隊將DAMO PANDA應用于20000+例過往的CT檢查數(shù)據(jù)進行測試,結(jié)果令人震撼:
模型從中找出了31例此前被臨床漏診的胰腺癌病灶,其中2名患者在AI預警下接受復查并成功完成早期手術(shù),獲得治愈。
這一發(fā)現(xiàn)不僅驗證了模型的準確性,更重要的是,它首次證明AI可以在平掃CT上識別胰腺癌病灶,填補臨床“無篩查手段”的空白,是達摩院醫(yī)療AI走向?qū)嵱玫牡谝粯尅?/p>
2023年11月,這一成果就登上了《自然·醫(yī)學》,今年又被FDA(美國食品藥品監(jiān)督管理局)認定為“突破性醫(yī)療器械”。
??杏补穷^的達摩院,從未離開前線
如你所知,從2022年年底ChatGPT發(fā)布以來,大模型技術(shù)就走入高光時刻,成為科技界顯學。
從那時候起,業(yè)內(nèi)的注意力紛紛涌向模型迭代、數(shù)據(jù)閉環(huán)、算力競賽。
就在這樣的時代浪潮中,阿里達摩院奔赴了一個不算熱門的方向:醫(yī)療AI。
譬如,達摩院醫(yī)療AI實驗室腫瘤早篩和影像智能算法負責人張靈就介紹稱,其所在團隊一直在醫(yī)療AI領(lǐng)域攻克兩個方向,一個是腫瘤早篩,一個是影像智能。
前者就是“平掃CT+AI”做多種癌癥的篩查,后者的愿景是做一個AI影像醫(yī)生,能全自動寫出影像報告,提高醫(yī)生診斷率的那種。兩條路線,一個是用影像來做人類醫(yī)生還做不到/做得不好的事情,另一個是用影像來讓醫(yī)生把原本能做的事做得更快更好。
對達摩院來說,這絕不是空中樓閣。
從篩查胰腺癌的DAMO PANDA到篩查胃癌的DAMO GRAPE,達摩院醫(yī)療AI團隊已經(jīng)在把這條技術(shù)路徑從概念變成現(xiàn)實。
△醫(yī)生在看DAMO GRAPE的識別結(jié)果
回過頭來看,達摩院已經(jīng)成立8年了。旗下布局,從理論到應用,涵蓋基礎(chǔ)科研、產(chǎn)業(yè)應用、民生相關(guān)。
一方面,延續(xù)“探索未來”的基因,基礎(chǔ)技術(shù)上攻堅克難;另一方面,貼近業(yè)務需求,成為阿里集團內(nèi)各業(yè)務線的技術(shù)賦能者和支撐者。
8年來,沿著這樣的路線,達摩院一步一個腳印,從未停步。
來到大模型AI 2.0時代,達摩院孵化出了通義大模型——這目前是全國乃至全球最受矚目的AI力量之一。
外界開始好奇,孵化出通義后,達摩院這支承諾要用科技面向未來的機構(gòu),現(xiàn)在要走向哪里?
現(xiàn)在明了,醫(yī)療AI,就是答案之一。
與很多講出來就吸睛的AI落地熱點方向不同,醫(yī)療AI注定不是一個快生快賣的商業(yè)故事,何況還是道阻且艱的癌癥早篩。
但它能帶來的影響,是真的能夠改變?nèi)嗣\。
從長期視角來看,“平掃CT+AI”也不僅僅是醫(yī)療領(lǐng)域的一次應用創(chuàng)新,更是一種AI技術(shù)范式的演進:用AI挖掘日常數(shù)據(jù)中的未被利用的信息,生成更深度的結(jié)構(gòu)化知識,從而形成更通用、更可信的智能能力。
這何嘗不是AI真正介入現(xiàn)實、深入行業(yè)、改變命運的路徑?
篩查胃癌的AI模型DAMO GRAPE公開發(fā)布后,達摩院透露了自身的下一步計劃——
積極探索“一掃多查”,通過一次平掃CT,借助AI識別多種癌癥和其他疾病,徹底改變傳統(tǒng)的“一個癌種、一種檢查、一套流程”的低效模式。
而除了醫(yī)療AI,作為阿里技術(shù)體系中的前沿孵化器,依舊會在多個前瞻性業(yè)務中扎根布局,持續(xù)產(chǎn)出有價值的成果。
如今,AI時代屬于達摩院的答案,正在公眾面前一點點展開。