多亏了人工智能,一个杀手可以被冷却,或者至少可以限制它的致命人数。

除COVID-19外,结核病是世界范围内导致死亡的主要传染病,尽管结核病在很大程度上是可以预防和治疗的。而世界卫生组织(卫生组织)建议使用胸部x光片来帮助识别可能的结核病病例,许多医疗中心缺乏足够的放射科医生来解释这些x光片。在9月6日发表在该杂志上的一项研究中放射学,谷歌的研究人员以及来自印度、南非和赞比亚的同事表明,他们的深度学习算法可以像放射科医生一样从胸部x光片中识别结核病病例。

“从全球卫生的角度来看,了解如何高效和有效地识别结核病患者”是非常有价值的,他说克里斯托弗·霍夫曼博士他是约翰霍普金斯大学医学院传染病系的医学副教授,他没有参与这项研究。

为了训练他们的算法,研究人员使用了来自几个欧洲国家、中国、印度、南非和赞比亚的22000名患者的16.5万多张胸部x光图像。人工智能本身有三个组成部分:一个裁剪系统,帮助算法分析图像的正确部分,一个智能图像分析程序,以及一个将两者结合起来做出最终决定的最终部分。该算法将图像分为三类:正常、TB或异常但不TB。因此,它甚至可能帮助那些可能没有结核病但仍然需要医疗护理的患者。此外,研究人员说,异常但不是结核病的类别也提高了他们的结核病筛查算法的准确性,使模型能够专注于结核病特有的异常。

“不正常但不是结核病和不正常和结核病之间的区别是我们拥有的创造性解决方案之一”,这有助于使模型更好,说Shruthi Prabhakara她是谷歌的研究员,也是这项研究的作者之一。

需要明确的是,作者指出,谷歌的系统不会是有史以来第一个用于准确筛查结核病的人工智能。事实上,世界卫生组织已经这样做了建议这种人工智能系统被用于结核病筛查。尽管如此,研究人员表示,调整这样的系统可以帮助对抗结核病在全世界的破坏性影响,特别是在服务不足的医疗保健系统中

为了测试该算法,研究人员研究了来自四个不同国家的约1200名患者,以及来自南非一个金矿社区的约1000人的单独数据集。这项研究是回顾性的,这意味着所涉及的数据是从医疗记录中收集的,而不是目前的患者。研究人员将人工智能的准确性与来自结核病流行的印度的9名放射科医生和来自不流行结核病的美国的5名放射科医生进行了比较。

在大多数情况下,AI对放射科医生的敏感性和特异性都产生了非常相似的结果。敏感性或真阳性率是指系统正确识别结核病患者的能力,而特异性或真阴性率是指系统隔离非结核病患者的能力。

各种胸部x光照片深度学习系统(DLS)提供正确解释的胸片示例,对应于(A)结核病(TB)阳性受试者和(B)结核病阴性受试者。美国放射学会

对于大多数数据集,人工智能能够满足世卫组织对结核病筛查测试的要求,其灵敏度至少为90%,特异性至少为70%。虽然人工智能没有达到南非和赞比亚数据的这些要求,但放射科医生也无法达到这些标准。对研究中涉及的一些亚群体的分析有助于揭示原因。对于人工智能和放射科医生来说,在赞比亚数据集中占大多数的艾滋病毒患者更难以正确筛查。研究人员报告说,许多错误的结果发生在患有其他肺部疾病的患者身上,这些疾病在南非矿工数据集中这样的人群中更为普遍。

“有结核病的模仿物,这意味着可能有些东西在胸部x光片上看起来几乎像结核病,但那不是结核病。”桑杰·k·贾恩他是约翰霍普金斯大学医学院研究结核病成像的教授,他没有参与这项研究。

谷歌的算法并不是第一个使用胸部x光片筛查结核病患者的人工智能。作为世卫组织结核病筛查建议2021年更新在美国,该机构研究了三种类似的技术——结论是,由于这些技术与人类放射科医生一样准确,而在许多领域,人类放射科医生是稀缺的,卫生保健系统可以使用这些人工智能来进行结核病筛查和分类,而不是人类专家和专科医生。虽然只有实验室检测才能真正诊断结核病,但人工智能系统可以对患者进行筛查,以便只有那些可能患有结核病的人接受实验室检测,这通常比胸部x光检查更昂贵。然而,研究人员还发现,虽然这种方法可以省钱,但当疾病流行率较低时,它节省的最多,随着患病率的增加,它的成本越来越接近于简单地给每个人做一次实验室检测的成本。

该研究纳入了不同的数据集,但没有纳入当前患者的研究参与者。

他说:“我认为,下一步的研究是让该系统实际应用于该领域的人们。罗纳德·萨默斯博士他是国立卫生研究院临床中心成像生物标志物和计算机辅助诊断实验室的负责人。事实上,这项研究的研究人员已经开始了这项工作,他们说。

虽然与这项研究中使用的技术类似的技术已经存在,但谷歌的研究人员表示,他们只是想为这项技术提供另一种有效的选择。“我们的目标不是出去试图证明自己优于其他产品,”谷歌的研究员、该研究报告的作者之一谢霆锋(Daniel Tse)说。

Jain说,即使这个系统并不完美,开发这类人工智能系统仍然很重要。

“这是在朝着正确的方向前进,”他说。“我认为我们应该鼓励这种制度。”

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纳迪亚·拉迪奇
DarkGray

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