2023年3月4日消息:

科技前沿|看AI医生如何打击危害青少年健康的“隐形杀手”

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  封面新闻记者 谭羽清 边雪

  近年来,脊柱侧弯已成为危害青少年的常见病,让患病的青少年难以挺直脊梁。有数据显示,我国中小学生脊柱侧弯人数超过500万,并且还在以每年30万左右的速度递增。脊柱侧弯已经成为继肥胖、近视之后,危害儿童青少年健康的第三大疾病。

  早发现、早诊断、早治疗是对抗脊柱侧弯的重点,不然它就可能发展成非常严重的畸形,并可影响心肺功能,严重者甚至导致瘫痪。

  脊柱侧弯模型

  从前,医生会通过人工测量、X光照片筛查诊断脊柱侧弯,但随着人工智能(AI)融入医学影像技术,这个步骤或将被进一步优化。在筛查阶段,仅需要“简单拍照”,就能初步判定脊柱侧弯是否发生,而在诊断阶段,“经验丰富”的AI系统也能辅助医生快速阅片诊断。

  拍照为什么能代替X光?AI系统如何辅助医生筛查诊断脊柱侧弯?近日,封面新闻记者对AI+医学影像技术开发一探究竟。

  只需几秒 AI系统告诉你脊柱侧弯了吗?

  在“模拟体检间”记者看到了脊柱AIS智能筛查与诊断系统(以下简称“系统”)的硬件部分——一个约2米高的长方体金属框架,顶部正中安置着一组小型摄像头。看上去很简易,但起到的作用却不简单。记者现场体验发现,从检测到获得报告结果,不过短短几秒时间。

  系统的硬件部分摄像头

  “被检测者只要站在标准的位置,摆出Adam体位露出背部,系统利用红外线深度相机收集其背部的信息,就能快速地完成筛查。”据成电金盘双新部负责人范计朋介绍,系统会将摄像头收集到的图像信息映射转化,得到背部多个姿态关键点的深度信息,从而运算出背部不对称指数,判断被检测者是否可能患有脊柱侧弯。

筛查流程示意图

  他表示,这套智能系统通过不断学习实际病例、优化现有算法,还将越来越接近X光片诊断的水平,在确保筛查准确性和效率的同时,也能让接受检测的青少年们避免受到X光的辐射。

  这种新技术或有助于2022年被纳入学生体检的脊柱侧弯检查项目更好地实施,“我们认为筛查系统最大的意义就是能快速地完成大规模的检查,让还未被发现的脊柱侧弯患儿不要被耽误。”

  脊柱侧弯诊断系统界面

  而在诊断阶段,智能系统还是医生的好助手。范计朋解释,在传统流程中,若要诊断脊柱侧弯,医生需要用尺子测量脊柱的Cobb角度,但这样耗费时间不说,不同医生手工测量时多少会产生一些误差,经验较浅的医生对于大曲度的侧弯可能还需要进行会诊,诊断时间也会因此延长,但经过深度学习后的人工智能系统则能在3~5秒内准确地完成读片、测量,并给出诊断建议。

  目前,系统已经完成了超5000例脊柱侧弯的筛查诊断,“现在我们正在同电子科大医院、中山市博爱医院、深圳市儿童脊柱侧弯中心进行合作,这个数字还将不断更新。”

  专家经验“刻入”算法 培养“AI好医生”

  “顶级医生对脊柱侧弯诊断的准确率可能在85%~90%,我们这个系统总体的准确率会不断往这个数字逼近。”范计朋表示,目前当然还是顶级专家们的准确率更高,但与普通医生比较,系统或已超过他们的基本水平。

  那么,是什么赋予了诊断系统追赶顶级专家的能力?答案是专家们自己。

  “当专家将成千上万份脊柱侧弯案例的角度标记出来后,这个系统就会以此为依据进行学习,将顶级专家的经验固化到算法中,从而达到一个较高的诊断水平。”在范计朋看来,系统虽还不及顶级专家,但用来辅助普通医生进行诊断,或有助于提高其医疗水平。

  人类专家提供的标记样本是人工智能医生的“成才宝典”,但范计朋表示,这也是AI医生发展的难点之一。不同人种,甚至是不同地区的人都会有一定的差异,如果想要诊断足够准确,研发人员就需要尽可能多地收集样本以供AI学习。

  而目前系统真正大规模的落地,还面临着一些流程上的难点,“怎么让体检者能快速走完检查流程,如何保证他们做的Adam体位是标准的,这都需要一些相应的培训。”

  因此,接下来会通过让系统学习更多的实际案例,进一步优化它的算法程序,不断提升诊断准确性,还会为系统设计详细的操作标准,“比如,什么是标准的Adam体位,如何能够做好它等。”

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