中國吉林,機器人“達芬奇”正在給病人做手術(shù)。視覺中國供圖
AI診斷甲狀腺結(jié)節(jié)是否為惡性腫瘤
一張張甲狀腺超聲片滑過屏幕,仿佛深邃的湖底,閃著幽幽的藍光。不大的會議室里鴉雀無聲。84名來自北京三甲醫(yī)院超聲科的醫(yī)生,正將目光牢牢鎖定在這些模糊晦澀的圖像上。
這是一場讀片競賽。與往常不同的是,人工智能(AI)要和醫(yī)生一決高下。一家遠程醫(yī)學(xué)教育平臺“心醫(yī)學(xué)院”全程直播?!叭祟悜?zhàn)隊”需要拿出快的速度,憑肉眼揪出深湖中的“怪獸”,找到陰影處的結(jié)節(jié),并判斷是否為惡性腫瘤。
比賽開始,醫(yī)生埋著頭,全神貫注盯著手機屏幕。不到4分鐘,穿著白大褂的“裁判”發(fā)出溫馨提示:“大家不要著急,機器已經(jīng)答完了。”
醫(yī)生抬起頭,緊繃的身體放松下來。大家似乎都明白,在速度上,人類本就不占優(yōu)勢。但結(jié)果還是讓許多人吃了一驚。輪比賽中,AI與一位從業(yè)30年的超聲科醫(yī)師得分相同。兩輪比賽廝殺下來,AI讀片準確率高達73%,比人類醫(yī)生團隊的平均得分還要高。
“之前很多權(quán)威的老醫(yī)生說,你們研發(fā)這玩意兒有什么用?這份工作我干了幾十年了,復(fù)雜得很,機器可能搞定嗎?”北京市計算中心“起宏圖”人工智能團隊創(chuàng)始人季紅回憶,初研發(fā)這款名為“視診通”的AI輔助診斷系統(tǒng)時,他碰了一鼻子灰。
比賽結(jié)束后,投資人接踵而至。有醫(yī)生焦慮地問:“AI不會搶我們飯碗吧?”
在世界范圍內(nèi),AI就像一陣龍卷風,所到之處,帶來劇烈變革,也帶來莫名恐慌。投資人和研究者高談闊論著“第四次工業(yè)革命”,有人預(yù)言,人工智能的意義堪比蒸汽機、電燈,甚至比互聯(lián)網(wǎng)還要重要。
喧囂中,季紅感到確定的是,醫(yī)學(xué)影像學(xué)科即將面臨一場革命。醫(yī)療AI已經(jīng)站在門外,敲門聲越來越急促。
AI的到來,讓醫(yī)學(xué)影像學(xué)面臨革命
“AI時代的到來,會比人們想象的更快。”季紅用毋庸置疑的語氣說。
這位人工智能專家已經(jīng)57歲,但依然跟小伙子一樣,走路飛快,腳上蹬著跑鞋,身穿亮黃色文化衫。那是某次參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽留下的紀念品。他周末加班,大清早趕飛機出差。在他眼里,這樣的節(jié)奏一點兒都不算快,“北京的節(jié)奏實在太慢了,看看街上人們走路的樣子就知道!”
原先還是科幻概念的AI,也似乎跳上了快車道。他吹著酷炫而挑釁的口哨,朝我們飛馳而來。AI掌握的人類技能清單越來越長,如今它不僅會下圍棋、翻譯、速記、開車,甚至還能輕松解高考題。曾被認為“固若金湯”的醫(yī)生行當,也開始一點點被AI撬開。
當裁判宣布,個人由一位人類醫(yī)生摘取,現(xiàn)場爆發(fā)出掌聲。這位有著8年從業(yè)經(jīng)驗的超聲科醫(yī)生,驕傲地走上了領(lǐng)獎臺,仿佛為人類保住了至高無上的尊嚴。
大屏幕上展示著所有選手的履歷信息。在眾多擁有5年以上經(jīng)驗的專家當中,AI顯然是資歷淺的一位,工作年限一欄寫著“1年”。
不過季紅覺得,一年不算短了。未來, AI“吃掉”的數(shù)據(jù)會越來越多,能力也會越來越強。
視診通AI之所以能迅速成長,歸功于深度學(xué)習(xí)技術(shù)。
上世紀80年代,季紅在日本留學(xué),專業(yè)便是人工智能。當年,人工智能主要用于開發(fā)專家系統(tǒng),靠人由上而下地輸入一系列邏輯條件,終導(dǎo)出正確的子集。換句話說,它還很死板,沒法自我學(xué)習(xí)。
“一個老套的程序怎么識別一只狗?程序員會寫出上千個‘如果——就——否則’的陳述:如果它有耳朵鼻子,并且它有毛發(fā),并且它不是老鼠……如此無窮盡地循環(huán)反復(fù)?!庇腥舜虮确?。 這并非人類自然學(xué)習(xí)的方式?!耙粋€小孩怎么學(xué)會認識狗?他看見了狗,有人告訴它這是一只狗,就這么簡單?!?
如今AI的成長方式,更像初生的人類嬰兒,睜開好奇的雙眼,跌跌撞撞地探索世界。人類并不直接教它規(guī)則。在懂得基本的常識后,這個蹣跚學(xué)步的孩子,便被扔入情景學(xué)習(xí)的海洋中。 季紅的團隊給視診通AI“喂”了上千套甲狀腺結(jié)節(jié)超聲圖片。這些病例來自北京友誼醫(yī)院超聲科,全都經(jīng)過醫(yī)學(xué)“金標準”檢驗確診。醫(yī)生事先標記出結(jié)節(jié)區(qū)域,技術(shù)人員對圖片做一定的技術(shù)處理,接下來便得靠AI自個兒消化。
仿佛水中隱秘的獵人,AI在像素的海洋里四處游弋,透過層層幽光,它要一眼識別出潛伏于暗處的獵物。
季紅堅信,經(jīng)過無數(shù)次練習(xí),AI終將練就人類達不到的火眼金眼。與人類的肉眼相比,AI之眼如金屬般冷靜,永不疲勞。讀片競賽結(jié)果顯示,AI的發(fā)揮比人類醫(yī)生穩(wěn)定得多。
掃二維碼實現(xiàn)輔助診斷,離我們已經(jīng)不遠
電影《超能陸戰(zhàn)隊》中的大白,可能是許多人眼中,醫(yī)療AI該有的模樣。它有著胖乎乎的柔軟身體,呆萌的面孔永遠微笑。嗖地一聲,它便能自動掃描你的身體,檢測你的情緒,提供佳治療方案。當你感到低落時,它會主動聯(lián)絡(luò)你的親朋好友,用溫暖的充氣手臂摟住你,喃喃道:“你會好起來的,乖?!?
回歸現(xiàn)實,AI診斷并非遙不可及。季紅希望,未來實現(xiàn)在微信平臺上輔助診斷。掃一個二維碼,將疑似甲狀腺結(jié)節(jié)、肺癌、乳腺癌等影像報告上傳,AI立馬便能告訴你,是惡性腫瘤的概率有多高。
在中國乃至世界范圍內(nèi),AI輔助診斷有著重大現(xiàn)實意義。中國國家衛(wèi)生和計劃生育委員會2013年統(tǒng)計年鑒顯示,我國病理科執(zhí)業(yè)醫(yī)師(含執(zhí)業(yè)助理醫(yī)師)不到1萬人,崗位缺口高達10萬人。世界衛(wèi)生組織則估計,全球醫(yī)護人員缺口高達430萬人,貧窮國家“醫(yī)生荒”尤為嚴重。
嗅到這一商機的不止中國公司。斯坦福大學(xué)給他們研發(fā)的AI喂了近13萬張皮膚損傷圖片,涵蓋2032種皮膚病。它識別良性及惡性病變的綜合靈敏度高達91%,與皮膚科醫(yī)生的水平不分仲伯。
或許在不遠的將來,醫(yī)院皮膚科分診臺前的長隊會解散。拿手機唰地給皮膚病患處拍個照,你立刻就能知道得了啥病。
IBM研發(fā)的沃森人工智能系統(tǒng),很可能比任何一位醫(yī)生都要博學(xué)。它能自動閱讀新的醫(yī)療文獻,抽取關(guān)鍵信息。通過比對2000萬份癌癥論文,沃森只花了10分鐘,便診斷出一位60歲婦女患上了罕見的急性髓性白血病。
“它能像專家會診一樣給出意見?!盜BM中國研究院院長沈曉衛(wèi)強調(diào),AI甚至比單個人類醫(yī)生更具有優(yōu)勢。在與一家國外醫(yī)院合作時,沃森針對乳腺癌案例給出的診療意見,竟與15個醫(yī)生的會診意見達到90%一致。
在季紅眼中,除了診斷,AI以后還可以干更多事兒,比如完成一臺精密的手術(shù)。國內(nèi)已有公司研發(fā)出計算機輔助手術(shù)系統(tǒng),能精確劃定腫瘤邊界。該公司稱將腫瘤切除率提高了7%,并減少了20%以上的輸血率。
2014年年底,中國已有15%的民眾在60歲以上,10%超過65歲。這意味著,中國已逐漸步入老齡化社會,這更是給醫(yī)療AI提供了市場。
季紅瞅準的是,中國有這么多獨居老人,他們肯定需要陪伴,也需要醫(yī)護。從他父母居住的樓層出來,到電梯口,還需要爬一段臺階。幾年前,他就開始設(shè)想:“如果研發(fā)一款A(yù)I機器人,能將老人背上樓,平時還能陪他們說說話,做做護理工作,該有多好?”
“現(xiàn)在主要是傳感器的研發(fā)跟不上,機器需要傳感器來洞察外界,就像人的感官一樣。”
未來,你只能從一個算法逃入另一個算法中
自打1956年人工智能概念誕生,各式各樣的警告從未消停過。
“人類創(chuàng)造了能毀滅世界的人工智能,卻至今對避免這個災(zāi)難束手無策?!蔽锢韺W(xué)家霍金癱坐在輪椅上,反復(fù)通過高科技設(shè)備對外警告。
一方面,人類被自己的血肉之軀所縛,必須得騎著這匹猛獸向前。另一方面,人類無從得知,鞭下的猛獸,有朝一日會不會失控。
受限于計算能力及基礎(chǔ)理論,歷史上一波波的AI熱,如同坐過山車。如今,AI似乎又跨過低谷,飛上了資本的風口。
烏鎮(zhèn)智庫理事長張曉東介紹,從2000年開始,全球約冒出8000多個人工智能企業(yè),其中5000多個于過去5年創(chuàng)辦。砸入人工智能領(lǐng)域的320億美元中,有260億美元于過去5年投入。聚焦到亞洲,趨勢更加極端,過去17年內(nèi)投向人工智能領(lǐng)域的51億美元中,有95%來自過去5年的投入。
將AI送上風口的,是深度學(xué)習(xí)技術(shù)。然而,對于科學(xué)家來說,深度學(xué)習(xí)的內(nèi)在原理,仍然是一個“黑匣子”。
“就跟人類的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)一樣,你壓根兒不知道它在學(xué)習(xí)什么。它們就像黑匣子,人類至今不知道內(nèi)部是怎么工作的?!惫雀鑈實驗室聯(lián)合創(chuàng)始人塞巴斯蒂安·特龍解釋,教會醫(yī)療AI看病的,不是明確的醫(yī)學(xué)知識和診斷規(guī)則。這位獵人在像素叢林中穿行,不斷觀察實踐,終學(xué)會分辨普通的黑痣,識破黑色素瘤的兇險偽裝。
當醫(yī)療AI讀片的準確性超過的人類醫(yī)生時,它就像“微笑著的上帝”,“知曉一切”,人類卻琢磨不透它的心思。
有人擔憂,AI醫(yī)生會砸了人類醫(yī)生的飯碗嗎?
“如果你是一個放射科醫(yī)生,那你已經(jīng)站在懸崖邊上,但你還沒往下看?!痹跇I(yè)界被稱為深度學(xué)習(xí)之父的杰弗里·希爾頓,在一家醫(yī)院演講時直言,“我們現(xiàn)在就應(yīng)該停止培養(yǎng)放射科醫(yī)生?!?季紅描繪的圖景沒這么激進。他相信,目前AI只能充當醫(yī)生的助手,兩者相結(jié)合,才能給患者提供大的保障。不過他認為,“有了AI,我們對醫(yī)生的要求,既可以說變低了,也可以說變得更高了。一些水平低下的醫(yī)生可能將被淘汰,放射科、超聲科、病理科等醫(yī)學(xué)影像科室首先會受到?jīng)_擊。”
塞巴斯蒂安·特龍指出了另一種風險:醫(yī)療AI和大數(shù)據(jù)可能會變成個體的囚籠,讓我們的身體無處可逃。
想象一下,對著手機說話,它能留意你語速的變化,診斷你是否患上了老年癡呆癥。握著汽車方向盤,它能體察不經(jīng)意的顫抖,告訴你這是不是帕金森癥的早期癥狀。躺在浴缸里,它能持續(xù)對你的身體進行無害掃描,及時發(fā)現(xiàn)器官潛藏的毛病。
在享受便利的同時,大數(shù)據(jù)也將始終凝視著你,絕不漏過你身體微小的細節(jié)。打算雇傭你的機構(gòu),計劃給你提供保險的公司,都想設(shè)法獲得這些數(shù)據(jù)。
未來,從駕駛座躲入浴缸,你可能只是從一個算法逃出,卻又深深陷入另一個算法中。