人工智能之外,平安的这些算法博士更想聊一聊医学艺术性
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古罗马医学科学家盖伦曾经说过:医学是一门深奥的科学,也是一门伟大的艺术。目前,当医学科学和技术逐渐从蓝色海洋走向红色海洋时,需要什么才能将这种不确定的艺术转化为确定性的解决方案呢?
平安智能医疗的智能成像主管卢传峰并不急于给出答案。在他看来,要真正实现人工智能技术的价值,仅靠算法是不够的,但人工智能被用来最大限度地复制医学的艺术性。
共识和默契
自从人类文明诞生以来,人类就一直在追求治疗疾病的方法。从最初的神奇神学理论到现代医学的起源,医学已经走过了几千年的历史。然而,在过去的一百年里,现代医学发展迅速,确立了现代临床医学的主流地位。
现代临床医学从来不像任何学科,它的不确定性和复杂性来自全方位的挑战:从病人的角度来看,同一种疾病发生在不同的人身上,其临床表现可能有很大的不同;从医生的角度来看,不同的医生对同一临床表现会有不同的理解和判断;从医学发展的角度来看,现代医学逐渐过渡到生物-心理-社会医学模式,跨学科的渗透为疾病提供了更广阔的治疗方向。
有些人认为“医学是一门不确定的科学,是一门充满变数的艺术。”由于对医疗复杂性的认识,敬畏和谦逊是医疗团队达成的共识,他们可以深入到医疗腹地。
平安智能医疗技术团队是由平安集团首席医学科学家谢带领,人工智能领域六位专家组成的研发团队。“1+6”团队模式没有什么特别之处,但当专家们与医学的复杂性和艺术性发生碰撞时,这支“玉林军”展现了医学科技的真实背景。
让“黑匣子”说话
卢传峰说,阿尔法戈在国际象棋中很容易打败人类,但我们在医学影像中做的不是打败人类,而是尽可能模拟医生的思维。
医疗保健的特殊性不仅在于结果的输出,还在于结果的输出过程。谢曾强调,安全智能医疗的定位是做医生的助手。那么医生为什么要信任他们的助手呢?
首先,双方应该有共同的语言和思维方式。然而,人工智能就像一个黑匣子,它通常只输出结果而不能给出解释。基于此,模拟医生的临床思维成为双方的共同语言。
在上海静安区卫生站,市民们体验了oct眼底疾病筛查系统
在医学图像中,“我们经常与专家交流和讨论,以分解他如何阅读电影。”卢传峰对这个过程很熟悉。“医生看这部电影的第一步是从整体情况来看问题,然后从不同的方面来看问题。在阅读了每个区域后,最后放眼全球。”该模型将反复模拟这一过程,并花费大量精力反复与医生沟通以优化模型。
回首时光的栈桥,有太多的喜怒哀乐值得细细品味。
以陆传峰开发的由美国验光公司和平安智能医疗联合构建的oct眼底疾病筛查系统为例。在研发过程中,为了提高模型的准确性,卢传峰和他的团队通过数据增量扩展了样本量。然而,卢传峰发现,当增量样本超过一定量时,模型的精度停滞不前。
到底出了什么问题?尽管算法牛已经赢得了几个世界第一的奖杯,他们仍然不能解决这个问题。
学习没有极限,知识也没有极限。他们咨询了当时合作的上海耳鼻喉科医院眼科医生王敏。凭借多年的临床经验,王敏一眼就发现了数据增量中的样本问题。人类眼底大约有10层结构。他指出,增量数据实际上只复制了某一层病变的样本。虽然数量很大,但特征总是固定在某一层,这限制了模型对病变的理解。
如何理解它?
这就像食客们想吃满满一桌子的汉族和中国人,而这家餐厅只有108面佛跳墙。虽然人数已经达到了,但是盘子根本不够......
意识到这一缺陷,在王敏的建议下,卢传峰带领团队将病变分成其他结构层,模型的准确性以肉眼可见的速度得到了提高。如果把这样的问题比作泥坑,可以说,卢传峰和他的团队在不到一年的时间里就翻越了一片无尽的沼泽。在图像质量评价、病变检测和紧急判断三项辅助医学任务中,oct眼底疾病筛查系统的样本准确率分别达到99.2%、98.6%和96.7%。
医学艺术
医学知识就像一座冰山,一边高耸而耀眼,另一边深埋在海里。只有潜水才能看到其中的一两个,你潜水越深,越多的人会感叹冰下惊人的塑形能力。
卢传峰感慨地说:“医生诊断是一门艺术。”有时药物是不固定的。例如,在疾病的影像学体征(通过检查反映疾病特征和表现的体征)中,一些医生认为这种体征非常重要,而另一些医生则认为并不重要。在与上海耳鼻喉科医院和北京友谊医院的合作中,来自不同医院的两名眼科医生认为重要体征的数量不同。
正是因为意识到医学艺术的不确定性,模型训练必须“思想开放”。"我们应该尽可能多地听取其他领域许多专家的建议."今年,平安智能医疗与复旦大学附属眼耳鼻喉科医院、上海交通大学附属第一人民医院、同济大学附属第十人民医院合作,完成了世界首个oct眼底疾病筛查系统的多中心临床试验。
吕传锋的方法并不省力,但却有直接的效果。他认为,为了最大限度地再现这一艺术,不仅需要与各省市的三甲医院广泛合作。在国外,今年平安智能医疗与香港大学放射科医学人工智能实验室合作,开展基于oct光学相干断层扫描视网膜疾病筛查系统的临床评估。在印度,当地一家眼科医院进行了临床评估。
“1+6”团队智慧
卢传峰在医学影像领域拥有超过15年的技术研发经验,但他曾经感到无助。他认为,在医学领域,“只有图像信息,其他什么也做不了。”
就像医生的诊断一样,他不能仅仅通过图像信息做出诊断。通常,医生需要观察和询问病人,甚至在第一次见到病人时做出判断。“医生的诊断是一门艺术”。卢传峰逻辑严谨,条件反射清晰,但他经常谈到这句话。在他看来,医生仅通过图像获得的信息是不够的。
为了获得足够的信息,由谢率领的由6名专家组成的平安智能医疗技术团队,展示了团队运作的智慧。
倪媛是医疗文本处理的负责人。她说话很快,思维敏捷,这常常给人一种与时间赛跑的感觉。她负责构建医疗保健的核心和基石——医学知识地图。
通过数据+知识驱动的方式,将知识内容和数据进行整合。知识浇灌的医学知识地图不仅可以解释,还可以提供标准化、结构化的医学知识,帮助医生实现分诊和病人教育。
胡刚和孙兴智负责使用知识地图和一些规则来输出医疗指南,作为决策知识的决策树。在应用中,它可以帮助医生进行诊断和治疗,包括推荐药物和指导治疗方法。
李翔专注于利用人工智能模型预测疾病爆发的可能性。卢传峰基于医学图像训练模型识别病变。
高鹏,作为团队中的“造剑者”,是最看不见的,但却有着深刻的方式。他负责不断向队友传递最新的技术方法,并提供灵活的训练框架等。高鹏基本上解决了团队中最困难的技术问题。
这样的精英团队相互碰撞、交流、和解。在诊断之前、期间和之后,所有与医疗或个人健康相关的信息都应整合在一起。事实上,从应用的角度,从数据的角度,或者从模型的角度,我们可以实现一种互补性。
形成的背后是平安在医疗保险行业31年的积累。更重要的是,它来自谢对医疗行业的深入细致的观察,来自整个团队对医疗行为和医学知识的深深敬畏。
他们知道,只有有了足够的信息,模型才能最大限度地再现医学行为中的艺术不确定感,并最终输出基于临床思维的最正确的结果。
至此,人工智能医疗真正成为基层医院、乡村医生和家庭医生的助手,将前三名医院主诊医生的医疗智慧带到落后和贫困地区。
标题:人工智能之外,平安的这些算法博士更想聊一聊医学艺术性
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