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深度学习软件是黑盒子,但医疗行业并不介意使用

DeepTech深科技  · 公众号  · 科技媒体  · 2017-04-29 22:26

正文


今年二月份,斯坦福大学的人工智能专家、前谷歌无人驾驶汽车项目的副总裁 Sebastian Thrun 及其同事发现 深度学习算法能够诊断的皮肤癌, 甚至 达到了专业医生的诊断水平。



相关的研究报告发表在了世界顶级科学期刊《 Nature 》上。但是,该报告仅仅是一部分,这也让我们初步看见了 软件诊断疾病 的新时代:在这里,人工智能辅助医生诊断疾病,甚至与医生相竞争。


在过去几年,深度学习已经在面部识别和对象识别等方面取得了重大突破,这使得像照片, X 光片,核磁共振图片都能近乎完美地与深度学习软件相匹配。


一些公司已经开始行动了。去年 12 月,谷歌的母公司( Alphabet )的生命科学部门 Verily 与尼康公司( Nikon )联合开发算法去探究糖尿病患者的失明原因。与此同时,放射学领域产生了大量的详尽的图片,也因此被称为 医药硅谷


黑盒子医疗


尽管 Thrun 团队的预测精度极高,但是,没有人清楚深度学习 是如何分辨癌变组织的 。这就是医学版的深度学习 黑盒子 问题。


传统的计算机视觉软件遵循着既定的规则,这一点与深度学习软件不同。深度学习能够自己找到规则并进行学习,但是这通常也带来 麻烦 —— 不能检测跟踪其学习过程,使得它所做出的决策难以解释。


专注于卫生法研究的密歇根大学的法律学者 Nicholson Price 说: 这种 情况下,医生不知道将会发生什么,黑盒子本质就是不透明的。


但是, Price 并不认为这会给医疗行业造成严重障碍。他将深度学习比作药物。有些时候,我们并不知道药物治愈疾病的完整机制,但并不影响药物给我们带来的好处。锂元素就是一个例子,它影响心情的准确生物机制目前尚未弄清楚,但含锂的药物仍然被批准用于治疗 相关疾病 。一直以来,阿司匹林都是世界上使用最广泛的药物,但阿司匹林治愈疾病的机制在过去 70 年仍未被完全理解。


Price 也表示, 黑盒子问题 不会给美国食品和药物管理局( FDA )造成问题,如果深度学习软件要用于治疗和防御疾病,它必然会受到 FDA 的监管。


FDA 在一份声明中表示,在过去 20 年,它已经批准了许多基于模式识别、机器学习和计算机视觉技术的图像分析程序。 FDA 也证实它正在看到更多的深度学习软件问世,并允许这些公司的算法细节被保密。


FDA 已经给至少一种深度学习算法开了绿灯。


1 月份, FDA 批准了由 Arterys (一家位于旧金山的私人医疗成像公司)开发的销售软件, Arterys 的算法 “DeepVentricle” ,用于分析心室内部轮廓的 MRI 图像,并计算患者心脏可以保持和泵送的血液体积。 Arterys 说,该软件能在 30 秒内完成计算,而传统的方法通常需要花费一小时。


FDA 要求 Arterys 进行大量的测试以确保算法的结果能与医师的诊断结果相媲美。该公司的首席技术官 ohn Axerio-Cilies 表示: 你需要在统计学上证明,你的算法符合它所有的预期用途以及实现其正在承诺的市场声明。


大的需求量


为了训练他们的软件, Thrun 领导的团队将 129405 张经专家评估过皮肤状况的图片喂入软件系统。这些图片覆盖了 2032 种不同的疾病,包括了确定为皮肤癌的 1942 张图像。最终,该软件在识别患有皮肤癌的任务中战胜了 21 位皮肤科医师。


该研究论文的另一名作者、斯坦福大学的皮肤科医师 Robert Novoa 说: 当皮肤科医生看到这种技术的潜力时,我认为他们大多数都会 喜欢 这种技术。 他和团队其它成员都拒绝透露是否打算将该软件商业化。


纪念斯隆凯特琳癌症中心( Memorial Sloan Kettering Cancer Center )的皮肤科医师兼国际皮肤数字成像学会( International Society for Digital Imaging of the Skin )会长的 Allan Halpern 表示,担忧医生不久将会失业的想法都是不恰当的。他认为算法能够推动皮肤病学服务的迅速提高。


这是因为筛查测试中呈阳性的样本仍需进行活检。 Halpern 说,深度学习软件能够在初级保健机构发挥作用,但是,如果要将其作为全民的筛查测试,或者是通过向消费者提供此应用程序,这还没有足够的皮肤科医生跟踪可疑的情况。


Axerio-Cilies







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