人工智能在医学影像分析中的应用研究

赵彤 黑龙江省绥化市北林区永安镇中心卫生院

随着人工智能技术的飞速发展，我国智慧医疗已经进入长足发展时期，2018年上海发布《人工智能医疗白皮书》，总结了人工智能在医学领域中的发展历程，分析了智能医疗的发展趋势。该白皮书汇总了各国的智能医疗战略，分析了人工智能在医学影像中应用的现状与发展趋势，并提出应克服人工智能在医学影像分析领域中应用的痛点，推进人工智能在医学影像分析中的应用。因此，适时进行人工智能在医学影像分析中的应用研究具有一定的现实意义。

1 人工智能的概念及优势

人工智能，顾名思义是表示人们为了完成某一任务，借助计算机技术，通过编制计算机应用程序，对人类的智慧进行模仿和拓展。人工智能不仅能够完成原来只有人类才能完成的复杂任务，甚至还超越了人类的智慧，例如围棋程序“阿尔法狗”先后战胜了多位人类围棋冠军。人工智能的理论基础不仅基于计算机技术，还涉及统计学、系统科学、数学、脑神经学和生理学等学科。人工智能的研究方向也比较多，包括机器学习、语音识别、图像识别和智能机器人等。

人工智能的优势主要表现为以下几个方面：第一，人工智能具有较强的计算能力。人工智能主要基于计算机技术，借助计算机的强大运算能力，人工智能可以对大量的数据进行快速处理，从中提取有价值的信息。第二，人工智能具有较强的学习能力。人工智能具有智能化的学习能力，从而使得计算机能够进行更高效的机器学习，进而更好地适应环境，提升计算机的学习效率。第三，人工智能拥有超强的逻辑推理能力。人工智能可以利用众多算法实现逻辑推理功能，从而使得计算机能够处理较为复杂的问题，进而为人们提供辅助决策支持。第四，人工智能具有强大的模式识别能力。借助人工智能超强的模式识别能力，计算机能够通过智能化的特征值提取和特征值选择进行更有效的图像识别。第五，人工智能具有较强的协调控制能力。借助优秀的人工智能算法，计算机能够更好地协调智能系统的资源分配，并大幅降低资源消耗，即节省了资源又提高了效率。第六，人工智能具有较强的降低成本的优势。人工智能可以在多个领域代替人类进行作业，能够有效地降低人工成本，且工作效率比人工要高出很多，能够大幅降低时间成本。

2 人工智能应用于医学影像的意义

2.1 智能分类检出

自从“阿尔法狗”战胜李世石以来，世界各国对人工智能的重视程度日益提高，很多国家将人工智能纳入国家发展战略，并且非常重视人工智能在医疗领域的应用。例如电子病历、医疗机器人和智能分类检出等。人工智能适合应用于以下几种智能分类检出情况：第一，在阳性病例占比较低的情况下，比较适合利用人工智能技术进行智能分类检出。第二，在阳性病灶区数据占比小的情况下，比较适合应用人工智能技术进行智能分类检出。第三，在病例影像对专业知识要求较低的情况下，比较适合借助人工智能技术进行智能分类检出，例如体检肺结节的筛查检出。因此，采用人工智能技术进行智能分类检出，能够节省大量阴性病例数据的人力成本，对于提高医生的工作效率和避免资源的浪费来说，具有重要的现实意义。

2.2 代替医生的部分工作

利用人工智能技术，可以代替医生的一部分工作，这部分工作主要体现在以下几种情况下：第一，在标准简明的情况下，比较适合利用人工智能技术代替医生的部分工作，例如机器人导诊。2019年初，邯郸中心医院采用人工智能技术为患者导诊，该导诊机器人不仅具有呆萌的外表，还能够跟患者进行有趣的互动，着实吸引了不少围观者。第二，在病例对医学知识结构需求相对简单的情况下，适合借助人工智能技术代替医生的部分工作，例如人工智能医生。2019年，广州妇儿中心采用了基于人工智能技术的人工智能医生系统，该人工智能医生能够“读懂”患者的病例，根据患者的主诉、症状、病史和医学影像检查结果进行诊断，最后自动输出具有较高质量的诊断结果。第三，对于影像分析数据较为结构化的情况下，适合采用人工智能技术代替一部分医生的工作，例如智能医学影像诊断系统。

2.3 辅助医生进行诊断

借助人工智能技术能够很好地辅助医生进行诊断，具体主要表现为以下几个方面：第一，人工智能技术可以拓展医生的眼睛，例如医学影像辅助诊断系统。第二，人工智能技术可以拓展医生的耳朵，例如智医助理。第三，借助人工智能技术能够拓展医生的大脑，例如人工智能医生辅助系统。

3 人工智能在医学影像分析中的应用策略

3.1 借助人工智能技术进行智能阅片

利用人工智能的模式识别优势，能够预先判断医学影像中是否存在病灶，从而辅助医生进行判别，提升医生的工作效率。例如，对于一张包含1毫米左右的肺部结节CT图片，专业的影像科医生需要10分钟左右的阅片时间，而人工智能技术具有更高的效率，能够对小结节进行快速的识别和标注，从而大幅缩短医生的阅片时间，进而帮助医生进行辅助诊断。另外，基于人工智能技术构建的医学影像辅助诊断系统，还能够借助人工智能技术强大的学习能力，进行智能阅片学习，从而不断提升对病灶的识别准确度，进而帮助医生合理分配时间，更好地辅助医生进行阅片和诊断。

3.2 借助人工智能技术进行智能放疗

在目前的医学治疗手段中，放疗是治疗肿瘤的重要方式，在传统的医疗条件下，这项工作主要由放疗师进行。然而，放疗师十分缺乏，一般集中在三甲医院，普通医院很少配备专业的放疗师，导致肿瘤患者只能去大型医院治疗。在放疗过程中，需要放疗师事先对病灶区域进行手动标识，在传统医疗条件下，这项工作效率不高，一般需要几个小时。而借助人工智能技术，能够自动对病灶区域进行标注和标识，仅需要放疗师进行验证即可，大幅提高了该项工作的效率。

3.3 借助人工智能技术进行病理图像的智能分析

目前，我国严重缺乏病理医生，缺口人数已经超过9万人，且病理医生不仅需要花费大量的时间检查细胞病理切片，还需要在含有上亿像素的病例图片中识别微小的癌细胞，因此就是资深的病例医生也容易出现误差。而借助人工智能技术，采用智能分析算法，能够大幅提升病例诊断的效率和准确率。当然，不能完全依赖人工智能技术进行自动诊断，还需要病理医生对诊断结果进行复核，防止出现误诊。

4 结语

为了更好地借助人工智能技术提升医学影像诊断的准确度，本文进行了人工智能在医学影像分析中的应用研究，首先介绍了人工智能的概念及优势，然后分析了将人工智能应用于医学影像的意义，最后提出了人工智能在医学影像分析中的应用策略。经过笔者一段时间的研究实践，发现该策略能够较好地提升医学影像分析系统读片的效率，有效地提升医学影像分析系统读片的深度，有效地提升医生诊断的准确率，具有一定的推广价值。