在我国,肺癌一直是各种癌症中致死最多的。
据国家癌症中心统计,我国每年新发肺癌约78.7万人,因肺癌死亡约63.1万人,如果这些患者都能早发现、早治疗,那么他们的寿命将会大大延长。
谷歌发表在Nature Medicine上的一项新研究,让人类解决肺癌难题前进了一大步。在这项研究中,AI能够根据患者的胸部CT图像,诊断出早期肺癌,与六位放射科医生相比,AI的准确度更高,检测到的病例增加了5%,假阳性减少了11%,AUC达到94.4%。
换句话说,相比人类医生,谷歌的该AI模型能够发现更多没被发现的早期肺癌病人,还能减少很多没有患肺癌的人被误诊。
无论是和单个医生相比还是和某一科目的医生们相比,这项研究中模型的准确度都相当高,超越了人类水平
研究中用到的数据来自美国全国肺癌筛查试验(NLST)的真实数据,包括来自14851名患者的42290张CT照片,其中639人在拍完这些CT照片一年后就经过活检被确诊为肺癌。如果一名患者在一年后的检测中没有发现肺癌,则被视为阴性。
这14851名患者被随机分配到了训练组(占比70%),调整组(占比15%)和测试组(占比15%),三个组的确诊患者百分比分别为3.9%、4.5%和3.7%。
整个模型包含几个部分:
肺部分割,用TensorFlow目标检测API训练LUNA45数据集,产生肺分割掩模并对齐。
癌症ROI检测,构建RetinaNet47,找出病灶区域。
全量模型,在1.5立方毫米体积的大小上训练,预测一年内患癌症的可能性。
癌症风险预测模型,提取3D特征,生成最终预测结果。
整个模型将通过谷歌云Healthcare API开放,进一步研究它在临床实践中的效果。有朝一日,或许这个模型真的能在各大医院中使用,会有更多病人受益。
最后,这项研究中用到了3个肺癌数据集,需要的工具都是TensorFlow中已经开源的API。
End-to-end lung cancer screening with three-dimensional deep learning on low-dose chest computed tomographyDiego Ardila, Atilla P. Kiraly, Sujeeth Bharadwaj, Bokyung Choi, Joshua J. Reicher, Lily Peng, Daniel Tse, Mozziyar Etemadi, Wenxing Ye, Greg Corrado, David P. Naidich, Shravya Shettyhttps://www.nature.com/articles/s41591-019-0447-x
LUNA16https://luna16.grand-challenge.org/data/
LIDC-IDRIhttps://wiki.cancerimagingarchive.net/display/Public/LIDC-IDRI
NLSThttps://biometry.nci.nih.gov/cdas/learn/nlst/images/
TensorFlow Estimator APIhttps://www.tensorflow.org/guide/estimators
TensorFlow目标检测APIhttps://github.com/tensorflow/models/tree/master/research/object_detection
TensorFlow Inflated Inceptionhttps://github.com/deepmind/kinetics-i3d
作者系网易新闻·网易号“各有态度”签约作者
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