在世界上每6人中就有1人因癌症而丧命的今天,有可能彻底改变与癌症斗争方式的数字健康技术正蓬勃发展。想象一下,患者在家门口看病,就能得到国内都认可的智能检测结果；机器人医生可以根据CT片子给出准确的诊断意见……在人工智能和大数据浪潮的裹挟下,众多行业被改写,健康医疗行业便是其中之一。
人工智能开发出 “癌症生存计算器”
医生在评估肿瘤患者预后时,常会用到一个词——5年生存率。即某种癌症经过临床综合治疗后,患者生存5年以上的概率。
最近,利用人工智能,美国西北大学研究人员开发出一种“癌症生存计算器”,可估计新诊断癌症患者长期生存的机会。
目前,预测癌症患者的生存率,主要取决于其癌症分期。研究人员表示,实际上,除了分期标准之外,还有许多其他因素可能影响患者的生存。
科研团队使用机器学习方法,创建了称为“癌症生存计算器”的原型工具,初步测试估计了乳腺癌、甲状腺癌和胰腺癌患者的5年生存率。
该团队纳入了259485名乳腺癌患者、76624名甲状腺癌患者和84514名胰腺癌患者的数据。
按癌症部位划分,影响患者诊断后5年是否存活的四大因素分别如下:乳腺癌(是否接受过癌症手术、诊断时的年龄、肿瘤大小以及从诊断到治疗的时间)；甲状腺癌(诊断时的年龄、肿瘤大小、治疗时间及淋巴结受累情况)；胰腺癌(癌症手术、癌症的组织学或显微镜分析、肿瘤大小以及诊断时的年龄)。
测试表明,该计算器对于所有3个癌症部位的生存率估算都“高度准确”。同时,这一“癌症生存计算器”的优势,在于数据集更全面,而且使用了新的机器学习数据模型,处理速度更快,风险预测也更准。
当然,利用AI工具评估患者能活多久不是最终目的,若能找到那些影响患者生存期限的关键因素,或许能为更多人延长生命。
AI医生可检出“癌王” 最早期迹象
胰腺癌,素有“癌症之王”称号,平均五年生存率不到10%,是中国乃至全球生存率最低的恶性肿瘤。80%的胰腺癌一旦发现就是晚期,发病凶猛,极难治愈。体检及医院常用的平扫CT图像对比度低,很难识别早期胰腺病变。
11月21日,国际医学顶级期刊《自然·医学》最新研究表明,通过“平扫CT+AI”,人类首次拥有了大规模早期胰腺癌的筛查手段。 阿里达摩院(湖畔实验室)联合全球十多家顶尖医疗机构,将AI用于体检中心、医院等无症状人群的胰腺癌筛查,只需要简单的平扫CT,就在2万多真实世界连续病人群体中,发现了31例临床漏诊病变,其中2例早期胰腺癌病患已完成手术治愈。《自然·医学》就此专门刊发评论文章:“基于医疗影像AI的癌症筛查即将进入黄金时代”。
简而言之,“平扫CT+AI”进行大规模胰腺癌早期筛查,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病灶,实现高效、安全的早期胰腺癌检测,克服了过往筛查手段假阳性偏高的难题。
上海市胰腺疾病研究所曹凯医生介绍,此项研究构建了迄今最大的胰腺肿瘤CT训练集(包括3208名真实病人),通过全球十多家医院的多中心验证,测得92.9%的敏感性(判断存在胰腺病变的准确率)和99.9%的特异性(判断无病的准确率),在2万多人的真实病例回顾性试验中,发现了31例临床漏诊病变,有2例早期胰腺癌病患已完成手术治愈。
复旦大学附属肿瘤医院放射诊断科主任顾雅佳教授表示,最新研究提出一种有潜力的大规模胰腺癌筛查方法,“设想一下,我们去体检时,做个最简单的平扫CT,就能查出有无胰腺癌,这将帮助到很多胰腺病人,减少悲剧发生。”
科研团队正联合全球多家顶尖医疗机构,利用AI技术探索低廉、高效的多癌筛查新方法,希望能让人们通过一次平扫CT,就能查出多种早期癌症。目前,这项工作已在胰腺癌、食管癌、肺癌、乳腺癌、肝癌、胃癌、结直肠癌等高发癌症上取得阶段性进展。
AI检测癌症能力超越放射科专家
乳腺癌影响着全球女性,数据显示,英国每年超过55000人被确诊该病,美国则大约有1/8的女性,会在一生中可能患上乳腺癌。尽管数字化乳腺摄影技术得到广泛应用,但在发现并诊断疾病方面仍面临不小挑战。而使用人工智能技术,则有可能改善这些问题。
《自然》杂志发表的一项研究,报告了一款特殊的人工智能(AI)系统,利用大型数据库评测的结果显示,其检测乳腺癌的能力,甚至超过了人类放射科专家。
目前,已有许多发达国家实施了大范围的乳房X摄线筛查项目,以尽早检测乳腺癌。虽然这项技术被广泛采用,但人工解读所得图像的准确性仍有挑战性。假阳性可能导致患者焦虑、不必要的复查预约和侵入性诊断手术。
此次,美国谷歌健康研究人员,开发了一款可以通过筛查乳房X光图像来检测乳腺癌的深度学习AI模型。
团队利用来自英国和美国的两个大型数据集——分别包含25856张和3097张乳房X光图像,对该系统进行了评测。结果显示,假阳性分别减少了5.7%(美国)和1.2%(英国),假阴性分别减少了9.4%(美国)和2.7%(英国)。
研究团队表示,该AI系统的表现,超越了另一项独立研究中的所有6名放射科专家。
研究人员还发现,在双读过程中(在英国,由两名放射科专家负责读片筛查),利用这款AI系统,可以将第二名读片人的工作量减少88%。
AI助力新药研发,智能版“药神”上路
人工智能技术在各领域持续升温,药物研发也不例外。作为AI医疗的重要一环,AI制药可以降低研发成本,加快新药上市速度。预计未来几年,AI医疗市场规模增长迅速,有望在2025年达到385亿元。
新药研发素有“两高一长”之说,即高投入、高风险、长周期。一款新药从开始研发到获批上市,通常需要10—15年时间。
据统计,利用传统方式开发新药的费用已接近25亿美元,而且每9年会增加1倍,近九成药物在Ⅰ期临床阶段就会被淘汰。
不过,人工智能的介入,可为马拉松式的药物研发找到新的突破点。“计算机可以读遍所有的药物专利和相关数据库,去设计治疗癌症等疾病的药物时,可以有目的性地筛选,从而大大节省药物研发成本、缩短研发周期。”天津市肿瘤医院副院长徐波说。
目前,已有不少制药公司将AI技术投入应用。例如,制药巨头默克公司旨在利用深度学习技术,发现新型小分子；辉瑞公司已开始研发免疫肿瘤药物等。
合理用药在全世界都是一个重大问题。据世卫组织估计,在医生所有开出的药物中,一半以上配药或销售不当,而且有半数患者没有正确用药。过度用药、用药不足和错误用药,导致稀缺资源的浪费和广泛的卫生危害。
例如,庆大霉素、链霉素等是常见的广谱抗生素,常用作消炎、杀菌。上海红十字会等单位曾组织耳科专家对1742名聋哑人进行检查,发现78%的人为后天聋哑,其中应用链霉素、庆大霉素等耳毒性药物引起聋哑者有500余名。
“人工智能可依托基因组学大数据,对每位病人的用药私人定制,无论是基因突变导致的药物敏感性差异,还是体重等个体差异带来的用药剂量微调,都可以通过人工智能的火眼金睛精准判断。”徐波说。
尽管AI制药市场前景广阔,但AI制药的研发也面临着挑战。目前,全球已有超80款AI药物进入临床阶段,其中大多数处于临床早期阶段,只有少数进入临床II期研发阶段,部分AI辅助研发药物因临床表现不佳而终止研究,截至目前,还没有AI药物上市。
业内普遍认为,AI制药与普通药物研发企业,在临床试验阶段并没有较大区别,目前AI在制药领域仅起辅助性作用。预计2026年或会出现首个上市的AI驱动药物。
“我们相信,人工智能(AI)在现阶段并不是要取代医生。在诊断癌症等复杂疾病的过程中,AI能为医生提供参考,提高诊断正确率,对医疗行业来讲,这就是巨大进步。”徐波表示,大多数医生都愿意拥抱人工智能。他们认为,AI不会取代自己,即使要取代,也是取代那些不会用AI的医生。
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