过去几年,人工智能与深度学习正在快速改变整个世界。在医疗健康领域,用于疾病诊断和病理分析的人工智能层出不穷。作为人工智能的先驱者与领军者之一,谷歌自然不会错过这一正在蓬勃发展的新方向。近日,来自谷歌、谷歌大脑与Verily公司的科学家们开发出了一款能用来诊断乳腺癌的人工智能,它的表现甚至超过了专业的病理学家。
人工诊断的局限
许多疾病的诊断依赖于病理学家对于组织切片的分析,这也成为了疾病诊断的黄金标准。对乳腺癌患者来说,病理学家将用显微镜镜检的方法,仔细观看乳腺旁的淋巴结,寻找肿瘤的痕迹。根据镜检的结果,病理学家将告诉患者乳腺癌所处的阶段,以及肿瘤是否发生转移。这些分析直接决定了患者要采取的治疗手段与疾病管理方法。据估计,全美每年有23万乳腺癌患者需要接受这样的诊断,聆听医生对她们命运的宣判。
然而,这样一个足以影响生命的环节,却有着很大的先天不足。
首先,人工诊断很容易出错。许多研究人员发现,即便是对于同一名病人,不同病理学家给出的诊断也往往会有很大不同:一篇2015年的论文发现,不同病理学家对乳腺癌诊断的一致率只有75.3%。在某些异型乳腺癌中,诊断的一致率竟下降到了48%,不足一半。可想而知,不少患者面临着误诊的风险,这也无疑让正在与死神赛跑的患者绕了弯路,使病情雪上加霜。
其次,尽管病理学家并非尽善尽美,要培养出这样一名人才却绝非一朝一夕之功。在经过基础的医学院学习后,这些专家必须经过数年的训练,才能掌握足够的经验,学会分析病理切片的技巧。在医疗资源不足的地区,想要得到诊断,都是一种奢望。
科学家们表示,这两大先天不足的背后,有着一个共同原因——这些病理学家需要处理的信息太多了。对于单独一名患者来说,这些切片的数量就不止一张,而每一张切片在显微镜下都含有数百亿个像素。这是一个什么样的概念呢?谷歌的一则报道为我们做了一个比方。假设我们有1000张含有数千万像素的高清照片,你要有能力辨别这1000张照片中,哪一个像素可能出了问题。
对于普通人类来说,这基本上是个不可能完成的任务。更何况,病理学家用来分析切片的时间非常有限。这也就解释了为何要花上几年时间才能训练出一名病理学家,也能解释为何不同病理学家可能会对同一名患者的切片做出不同判断。
但对人工智能来说,这不是一个问题。
人工智能的奇迹
在诸多人工智能中,基于卷积神经网络的系统在图像识别上早已彰显出自身的力量。此前,《自然》封面曾报道了一款能诊断皮肤癌的人工智能,它的特异性和灵敏度甚至超过了人类皮肤科的专家。既然病理切片也能被处理成数码图像,人工智能能否被用来分析切片,并诊断乳腺癌呢?
谷歌和Verily的科学家们做了一个尝试。由于单张切片的照片过于庞大,他们将这些图像分割成了数万至数十万个128x128像素的小区域,每个小区域内可能含有数个肿瘤细胞。随后,他们提供了许多肿瘤组织与正常组织的病理切片,供人工智能学习。最终,这款人工智能掌握了一项像素级的技巧——它能分辨出单个小区域内被标注为“肿瘤”的像素,从而将整个小区域标注为“肿瘤区”。这能有效将肿瘤组织与健康组织区分开来。
学习完毕后,这款人工智能迎来了实战。科学家们邀请了一位病理学家,并让他与人工智能进行一场比赛。这名病理学家花了整整30个小时,仔细分析了130张切片,并给出了他的诊断结果。在随后基于灵敏度(找到了多少正确的肿瘤)和假阳性(将多少正常组织诊断为肿瘤)的评分中,这名病理学家的准确率为73.3%。
人工智能交出的答卷是88.5%,完胜人类。
更重要的是,这款人工智能可以得到很好的推广,而不用局限于测试用的图片。研究人员发现,即便是利用不同医院不同扫描仪获取的病理切片,这个系统也能很好的工作。
然而科学家们也谨慎地指出,这并不代表病理学家将被人工智能所取代。人类病理专家的知识与经验更广——尽管人工智能在特定的工作中表现出色,它却不适合用于未经训练的项目。举例来说,如果想要开发针对炎症反应、自身免疫疾病、或其他癌症的诊断系统,这款人工智能是无法胜任的。因此,研究人员建议,我们应让人工智能与病理学家形成互补,提高人工诊断的效率与可靠度。这样一来,医生们可以很快找到潜在的肿瘤区域,并确定肿瘤的大小。
这项研究彰显了一个充满希望的开端。谷歌的研究人员希望通过分享这一工作,能加快将研究转化为医学产品的进程。我们祝愿早日看到更多人工智能在生活中的应用。
参考资料
[1] Assisting Pathologists in Detecting Cancer with Deep Learning
[2] Detecting Cancer Metastases on Gigapixel Pathology Images
来源:药明康德(微信号 WuXiAppTecChina)
为你推荐
资讯 第28个世界哮喘日:儿童哮喘早识别、规范治疗,守护患儿健康呼吸
进入5月,气温波动、花粉增多、呼吸道病毒活跃,哮喘也随之进入急性发作的高峰期。今年5月5日,恰逢第28个“世界哮喘日”——以“确保每位
2026-05-05 20:33
资讯 康方生物授权的Summit美股大跌
2025年4月30日,美股上市公司Summit Therapeutics对外公布截至 2026 年 3 月 31 日第一季度财务业绩及业务进展,其中最受关注的无疑是从康方生物(09926 HK)获得授权的...
2026-05-05 20:02
资讯 对比,生物医学新技术临床转化应用审批工作规范征求意见稿与正式稿有哪些不同?
4月30日,国家卫健委官网正式发布《生物医学新技术临床转化应用审批工作规范(试行)》,与4月19日发布的征求意见稿有哪些变化?
2026-05-05 10:58
资讯 生物医学新技术与药品、医疗器械的界定
4月30日,国家卫健委官网发布《生物医学新技术与药品、医疗器械界定指导原则(暂行)》。对于生物医学新技术与药品、医疗器械的操作边界进行指导。
2026-05-05 10:51
资讯 又一家药企被取消国家药品集采中选资格
4月30日,国家组织药品联合采购办公室发布公告,取消哈尔滨力强药业有限责任公司洛索洛芬钠凝胶贴膏中选资格并将该企业列入违规名单。
2026-04-30 15:19
资讯 国家药监局原副局长陈时飞被判14年
4月29日,上海市第二中级人民法院一审公开宣判国家药品监督管理局原党组成员、副局长陈时飞受贿案,对被告人陈时飞以受贿罪判处有期徒刑14年,并处罚金人民币400万元;扣押在案...
2026-04-30 10:08
资讯 微滔生物完成超 5000 万美元 A 轮、A + 轮融资,专注体内 CAR-T 细胞疗法赛道
本轮融资由正心谷资本与德诚资本分别领投,OrbiMed(奥博资本)、汉康资本、卫材创新风投基金、建发新兴投资等知名机构跟投,老股东启明创投、顺禧资本、杏泽资本持续加码
2026-04-29 13:21
资讯 “A to H 18A第一股”诞生!迈威生物正式登陆香港联交所主板
2026年4月28日,迈威(上海)生物科技股份有限公司(以下简称“迈威生物”,A股代码:688062 SH,港股代码:02493 HK)在香港联合交易所主板正式挂牌上市,成为首家“A to H”的18A上市公司。
2026-04-28 19:22
资讯 全面接轨国际,药物临床试验质量管理规范再升级
根据国家药监局发布的2025年第125号公告,自2026年3月31日后实施的药物临床试验,均适用《E6(R3):药物临床试验质量管理规范技术指导原则》(下称 ICH E6(R3))。
2026-04-28 19:13
资讯 百济神州引入PD-1/CTLA-4/VEGF-A三抗
4月28日,百济神州发布公告称,2026年4 月 24 日,百济神州有限公司的全资子公司广州百济神州生物制药有限公司与华辉安健(北京)生物科技有限公司签订了一份《独家选择权、...
2026-04-28 09:49
资讯 药品附条件批准上市申请审评审批工作程序
附条件批准时,每个附条件批准的适应症单独设置药品注册证书有效期,原则上,在确证性研究完成时限的基础上增加一年。确证性研究完成时限由药审中心在审评中与申请人沟通交流后...
2026-04-26 10:58
资讯 CDE:抗体偶联药物首次申报临床试验药学资料撰写指导原则
本指导原则基于 ICH M4Q( R1)总体框架, 格式体例与之保持一致, 在其框架下结合抗体偶联药物的药学研究特点,细化了 IND 申报药学资料的撰写要求,旨在为该类药物 IN...
2026-04-25 21:39
资讯 蚂蚁健康向医院开放“智慧医疗AI一体化方案” 支持智能体、云陪诊、本地化模型部署
4月25日,在2026中国医院信息网络大会(CHIMA 2026)上,蚂蚁健康面向全国医院及医疗机构推出“智慧医疗AI一体化方案”。
2026-04-25 20:09
资讯 美敦力 5.5 亿美元收购 Scientia Vascular,加码神经血管赛道布局
Scientia Vascular 是专注于神经血管创新器械研发的新兴企业,核心产品管线聚焦颅内血管病变介入治疗领域
2026-04-25 15:50
资讯 聚焦预防接种全龄升级,多方合力开展“成人全周期免疫促进暨带状疱疹公益科普”
4月25日,国家疾病预防控制局在上海举办主题宣传活动,呼吁“预防接种,苗助健康,全民行动”。
2026-04-25 15:41






