百度开源肿瘤识别AI算法 准确率超专业病理医生
笔墨哥 发布于2018-06 浏览:34859 回复:311
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近日,百度研究院发表论文提出一种名为“神经条件随机场”的全新病理切片分析算法,将肿瘤识别定位准确率大幅提高。在公开数据集 Camelyon 16大赛测试集上,该算法的肿瘤定位 FROC 分数达到0.8096,超过专业病理医生水平以及由哈佛和麻省理工学院联合团队所保持的最好成绩。

除了病理学切片分析方面的研究,百度还在积极探索 AI 在眼底影像、放射影像、以及智能问诊等其他一些医疗领域的应用。

一直以来,病理切片分析都是癌症诊断中的黄金标准。但是即便对于经验丰富的病理医生来说,病理切片的阅片流程也十分困难复杂。一张40倍放大的电子化病理切片通常由超过十亿个像素点组成,磁盘空间大小超过1GB。

然而淋巴结附近微转移肿瘤细胞群可能最小只有不到1000像素的直径。而一旦发现微转移肿瘤细胞群,病人的治疗方案和预后可能就会有极大差别。因此,详尽的阅读病理切片,且不漏掉任何一处具有临床价值的病灶,如同大海捞针,是一项十分复杂和耗时的任务(如图一所示)。

为了帮助病理医生更有效地阅读病理切片,研究人员提出了许多深度学习算法,来预测病理切片中的肿瘤细胞区域。由于原始病理切片的图片尺寸十分庞大,绝大部分深度学习算法只能将每张病理切片剪切成大量尺寸小些的图块,比如256x256像素。这样经典的深度卷积网络就可以被用来训练及预测每张图块是否是肿瘤区域。

然而在不知道图块周边区域的情况下,仅凭单张图块,有时候很难预测其是否为肿瘤区域,尤其是在肿瘤与正常组织交界部位。由此产生的假阳性也十分显著。


当病理医生碰到这种困难的情况时,通常会缩小当前感兴趣的图块,以观测周边区域,作出更准确的判断。类似的,百度研究院提出一种全新的深度学习算法,一次性输入一组3x3的图块,并联合预测每一张图块是否有肿瘤区域。图块之间的空间关系可以通过一种名为“条件随机场”的概率图模型来模拟。整套算法框架可以在 GPU 上进行端到端的训练,而不需任何后处理的步骤(如图所示)。


由于考虑到了相邻图块之间的空间关系,该算法让假阳性得以大大降低,算法预测的肿瘤区域也更加平滑(如图四所示)。对比之前的算法,这种算法除了真实肿瘤区域外,几乎没有引入任何其他假阳性区域。


图四. (a) 原始病理切片; (b) 病理医生标注,其中白色部分为肿瘤区域; (c) 以前算法预测的肿瘤区域; (d) 百度研究院“神经条件随机场”算法预测的肿瘤区域。

在 Camelyon 16大赛的测试集上,“神经条件随机场”算法获得了高达0.8096的肿瘤定位 FROC 分数,不仅显著超越了专业的病理医生水平(0.7240),也超过了之前大赛的最好成绩(0.8074)。同时,百度研究院也在 Github 上开源了整套算法代码,以便其他研究人员在此基础上进行更深入的研究,促进人工智能在医学图像分析领域取得更加长足的发展。

在提高病理切片检测的效率、准确性上,这种新的肿瘤检测算法拥有很大潜力。它让病理学家能更聚焦由算法突出的肿瘤区域,而不必搜索整个切片。当然,对算法的全面评估,也需要更大的数据集来做进一步临床研究。

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共311条回复 最后由用户已被禁言回复于2022-04
#133笔墨哥回复于2018-12
#131 worddict回复
感觉这个比无人车要求的还要高

哈哈,不知道哪些人会成为小白鼠呢~

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#132秘密花园jay回复于2018-12
#131 worddict回复
感觉这个比无人车要求的还要高

肯定的医学类肯定不能有闪失

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#131worddict回复于2018-12
#126 笔墨哥回复
就算能做,也得和无人车似的,测试好久,而病的种类又那么多

感觉这个比无人车要求的还要高

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#130worddict回复于2018-12
#127 笔墨哥回复
技术是技术,专业知识是专业知识,AI开放平台就在那里,但其他领域的专才精通才是关键
展开

在应用过程中,AI和专业的领域知识都很重要

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#129jyblbq1314回复于2018-12
#124 worddict回复
感情怎么交给机器人啊?

被世人伤的太深了。。

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#128秘密花园jay回复于2018-12
#127 笔墨哥回复
技术是技术,专业知识是专业知识,AI开放平台就在那里,但其他领域的专才精通才是关键
展开

感觉财富现在的发展会越来越实体化

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#127笔墨哥回复于2018-12
#122 秘密花园jay回复
恩 百度予以技术支持

技术是技术,专业知识是专业知识,AI开放平台就在那里,但其他领域的专才精通才是关键

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#126笔墨哥回复于2018-12
#123 风搅火回复
这个可能性不大,检查ai能做的很好

就算能做,也得和无人车似的,测试好久,而病的种类又那么多

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#125笔墨哥回复于2018-12
#124 worddict回复
感情怎么交给机器人啊?

哈哈,这样人人都会是情圣吧

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#124worddict回复于2018-11
#121 格桑花语026回复
感情交给机器人也不错哈,毕竟机器人理智一些嘛。

感情怎么交给机器人啊?

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#123风搅火回复于2018-11
#88 蓝色的风339回复
估计以后说不定能靠AI直接治病了

这个可能性不大,检查ai能做的很好

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#122秘密花园jay回复于2018-11
#111 秘密花园jay回复
这真不是一个人能完成的 不但要懂技术相关行业也要了解

恩 百度予以技术支持

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#121格桑花语026回复于2018-11
#120 jyblbq1314回复
只能说一些辅助功能,就算机器人有感情的话,也是不太可信的,不敢把自己的交给机器人。
展开

感情交给机器人也不错哈,毕竟机器人理智一些嘛。

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#120jyblbq1314回复于2018-11
#118 格桑花语026回复
如果能治疗疾病就更好了,。

只能说一些辅助功能,就算机器人有感情的话,也是不太可信的,不敢把自己的交给机器人。

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#119格桑花语026回复于2018-11
#98 worddict回复
未来会不会变成人类住手帮助AI大夫

应该有很多工作会被AI代替吧。

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#118格桑花语026回复于2018-11
#115 jyblbq1314回复
现在做一个病理检查需要太长时间了,要是能提高效率,结果正确就好了。

如果能治疗疾病就更好了,。

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#117jyblbq1314回复于2018-11
#116 蓝色的风339回复
以后估计用AI就是几分钟的事了

对阿,人们的心理压力就不用那么大了。也不用漫长的等待了。。

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#116蓝色的风339回复于2018-11
#115 jyblbq1314回复
现在做一个病理检查需要太长时间了,要是能提高效率,结果正确就好了。

以后估计用AI就是几分钟的事了

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#115jyblbq1314回复于2018-11
#113 我就是九候回复
病理切片的知识很高端

现在做一个病理检查需要太长时间了,要是能提高效率,结果正确就好了。

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#114jyblbq1314回复于2018-11
#100 Bzjgis回复
看百度世界大会,AI在医疗中又有新的落地了

世界AI大会,对医疗界贡献了很多,也是我们更需要的。

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