人工智能助力诊断皮肤肿瘤

不久以前，首款黄色人种皮肤肿瘤人工智能辅助决策系统—“优智AI”上线发布会在中日友好医院举行。这款人工智能决策系统不但在识别皮肤肿瘤的准确度上处于国际领先水平，而且它还特别针对黄色人种，在我国皮肤病临床应用上更有实际意义。人工智能到底能给皮肤病的诊断带来什么样“革命性”的改变？让我们一起来了解一下。

皮肤肿瘤表现复杂易混淆

虽然医学技术在不断进步，但是提到“肿瘤”这两个字还是会令人不安。皮肤肿瘤是发生在皮肤的细胞增生性疾病，包括良性肿瘤和恶性肿瘤。良性肿瘤在增大到一定程度后停止生长，不会危及生命；而恶性肿瘤则会不断增殖，发生转移，威胁生命，也被称作皮肤癌。

色素痣、瘢痕疙瘩、纤维瘤、脂肪瘤等都属于皮肤良性肿瘤；皮肤恶性肿瘤则分为两大类，即皮肤实体肿瘤与皮肤淋巴瘤。常见的皮肤恶性肿瘤包括基底细胞癌、鳞状细胞癌、恶性黑色素瘤等。

以黑色素瘤为例，近年来黑色素瘤在我国的发病率呈现快速增长趋势，每年新发病例约2万人。由于黑色素瘤在我国发病率较低，因此大众甚至部分皮肤科医生对于此类疾病都并不熟悉。

对抗皮肤肿瘤，早发现、早诊断、早治疗非常重要，如果做到这三点，大多数皮肤肿瘤患者都不会有生命危险。然而，很多皮肤恶性肿瘤在早期容易与其他皮肤疾病相混淆，没有及时被发现，等到确诊为时已晚。皮肤肿瘤的临床表现较为复杂，容易造成误诊和漏诊，这样的情况在我国的基层医疗机构更为突出。

我国皮肤科医生的困境

数据显示，我国各类医疗机构每年的皮肤科门诊量超过2亿，而皮肤科医生数量仅仅2万多。这意味着，皮肤科医生的年均接诊量数以万计。高负荷的门诊量是皮肤科医生的压力来源之一。并且，皮肤科还是涉及病种最多的临床二级学科，根据皮肤科经典教科书记载，不同皮肤病诊断名称甚至超过2000种。

病种多，门诊量大，而皮肤科医生除了数量严重不足，不同地域不同医疗机构医生的诊断水平也存在着显著差异。这已经成为当今皮肤科及皮肤科医生面临的重大临床问题。

究竟该如何解决这道难题？人工智能的出现迎来了一线曙光。

根据皮肤病的特性，其临床表现多位于肌肤暴露部位，很多疾病都可以通过查看临床图片、皮肤镜图片、病理切片等影像资料来进行判断，“皮肤科是最适合远程医疗和人工智能的医疗领域”已成为不少专家的共识。

人工智能助力皮肤科医生

人工智能(英文缩写AI)给皮肤病的诊治带来了哪些可能？皮肤肿瘤人工智能产品作为辅助诊断工具，能够使得很多原本被误诊、漏诊的皮肤肿瘤及早被发现。

2017年，美国斯坦福大学发表了关于皮肤肿瘤机器深度学习的研究。结果显示，深度学习在皮肤肿瘤良恶性3分类和疾病大类9分类任务上的符合率分别可达72.1%和55.4%，而针对同样的分类识别，专业医生平均符合率分别为65.8%和54.2%。

近年来，我国皮肤影像技术快速发展，皮肤镜是一种无创性的检查，能够观察肉眼难以发现的皮肤结构及变化，探知皮肤表层以下的相关结构，如色素分布模式、血管模式以及其他特殊结构等，为皮肤疾病的诊断提供更为精细和完整的信息。

我国的皮肤科人工智能研发也有了实质性的进展。2017年5月，我们课题组牵头全国专家，启动并实施了中国人种皮肤影像资源库项目(CSID)，收集并建立了20万份多维度皮肤影像数据(每组含临床照片、皮肤镜、皮肤CT和皮肤病理图片)。在此项目的基础上，正式发布皮肤肿瘤人工智能辅助决策系统—“优智AI”，“优智AI”正是采用这些皮肤影像数据进行深度学习的成果，其测试结果显示诊断良恶性分类符合率可达85.2%，在疾病和大类混合分类上可达66.7%，在识别准确度的数据上已经达到国际水平，更适用于黄色人种，具有很强的临床指导意义。

在“优智AI”的发布会上，皮肤科医师与优智AI系统进行了“人机对话”。由国内多位皮肤科专家组成的出题组预先准备了60组病例图片，现场随机抽取10组图片由“优智AI”系统与医师同时作答。结果显示，“优智AI”系统良性分类符合率达100.0%，恶性符合率为75.0%，平均符合率可达90.0%；医生组对应分别为76%、62.5%和63.0%。

手机装载皮肤镜 手机装载“优智AI” 皮肤镜取患处照片 AI给出诊断建议

通过皮肤摄影、皮肤镜、皮肤CT、皮肤超声等技术获得的多维度皮肤病影像资料，可以被“优智AI”系统读取。第一步，系统给出良性、恶性、交界性以及肿瘤还是非肿瘤的判断及其可能性。第二步，系统列出可能的疾病名称，这些辅助诊断结果都会即时显示在皮肤科医生的眼前。“人机对话”的结果也表明，“优智AI”系统已经完成了应用于临床的功能实现，对于皮肤科医生，尤其能够有效助力基层和低年资皮肤科医生的临床工作。

实际上，“AI系统”可以装在我们现在普遍应用的智能手机上，将皮肤镜拍好的病变皮肤照片输入手机的“AI系统”，“AI系统”就会直接给出辅助诊断结果，供皮肤科医生参考。也就是说，临床医生只要使用智能手机就可以进行人工智能辅助诊断，操作非常简便(见插图)。

人工智能离我们还有多远

2018年我国的政府工作报告提出，加强新一代人工智能研发应用，发展智能产业，拓展智能生活。这是继2017年“人工智能”首次被写入政府工作报告之后，人工智能又一次出现在政府工作报告中。

数据显示，截至2017年6月，全球人工智能企业总数达到2542家，其中中国企业数量居第二位，仅次于美国。在人工智能的深度学习、识别技术等方面，我国企业都展现出卓越的实力。

首款黄色人种皮肤肿瘤人工智能辅助决策系统聚焦于皮肤肿瘤，下一步将扩展到更多皮肤病病种，适用于更多皮肤病的辅助决策。

此次推出的“优智AI”系统则是通过人工智能助力医生开展临床诊治工作，目标是服务于国内百万数量级的基层医疗机构。同时，也希望通过与国家远程医疗与互联网医学中心的战略合作，针对AI解决不了的疑难病症开展远程会诊。

“优智AI”系统的发布在人工智能应用于医疗领域有着里程碑式的意义，基于皮肤科所具有的形态学、影像学特征，识别技术在皮肤病诊疗方面有着极高的实用价值，因此皮肤病人工智能系统在应用层面的产业化落地有望领航医疗类人工智能。此外，皮肤科影像AI与远程医疗体系的结合，可以给医师提供一个非常好的图像诊断工具，一方面提高图像指标的测量准确性和快速性，另一方面提高诊断的一致性和同质性。在远程医疗各医院协同工作中具有先天优势，也给基层医生提供了学习和使用规范化诊疗的平台和工具。