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数坤科技研发副总裁危夷晨AI在医疗影像的 [复制链接]

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机器之心报道

机器之心编辑部

3月23日,在机器之心AI科技年会上,数坤科技研发副总裁危夷晨发表了主题演讲《AI在医疗影像的应用和探索》,对AI+医疗影像行业进行了全面的介绍。

以下为危夷晨在机器之心AI科技年会上的演讲内容,机器之心进行了不改变原意的编辑、整理:

感谢机器之心邀请我来参加这次活动,我是数坤科技的危夷晨。

我长期从事计算机视觉方面的科研和产品研发,之前在旷视科技和微软亚洲研究院工作。最近我加入了数坤科技,从事AI医疗影像方面的技术研发。

这次的分享主要是一个对于AI+医疗影像行业的全面介绍,由于时间的关系可能不会特别深入,但我希望能把这个行业的一些特点、发展历史给大家做一个简明的介绍,因为很多计算机视觉、图像领域的从业者对于医疗影像行业的了解相对较少。

第一部分是整个AI+医疗的时代背景,众所周知我国老龄化开始加速,医疗健康的需求在急剧增加。同时我们的医疗资源非常不平衡,大医院人满为患,小医院基本没什么人去。为了解决这个突出的供需矛盾,国家提出需要把人工智能方向上升到国家战略方向,需要跟一些重要的民生领域做深度的结合,其中就包括医疗健康,需要让AI给医疗健康赋能,提升信息化智能化的程度,提升服务能力。

不仅是在中国,科技跟医疗健康产业进行结合是全球的趋势。如图是研究机构CBInsights在年发布的全球数字健康产业的前名公司名单,在医疗影像领域数坤科技是唯一入选的中国企业,这也代表了国际顶级研究机构对数坤的认可。

在国内,也有很多的公司把AI技术跟医疗场景结合起来。其中,医疗影像是很大的一个赛道。

为什么做医疗影像?有两个原因,第一个原因是有需求,因为在整个诊疗过程中,影像分析是第一个环节,目前来说影像科的数据增长率非常高、需求多,但是医生的增长相对缓慢很多,供需矛盾突出。同时,影像科的人力成本和设备成本较高,效率较低,所以有很强的降本增效的需求。

第二个原因是有条件,医疗影像分析的任务跟自然图像视觉任务有很多共性,近年来随着计算机视觉、深度学习技术的飞速发展,跟图像相关的各个行业,都在迅速发展。这提供了很好的技术基础和人才基础,因此,相对来说医疗影像这个行业的技术门槛不是特别高。

跟很多其它与图像分析结合的行业一样,每个行业都有各自的特点,医疗影像也不例外。下面我从行业本身的挑战和优势角度做一个简要的介绍。

医疗影像领域第一个难点在于影像任务比较丰富多样,比较碎片化。因为每个影像任务至少会受到三个主要因素的影响,第一是如何成像,第二是照哪个人体部位,第三是看哪种病。即使是一样的成像方式(比如都是X光或者都是CT),如果人体部位不一样、病不一样,所做的影像分析任务也不一样。

第二个难点是数据门槛比较高,因为用AI做医疗影像分析的历史比较短,整个领域还比较缺乏数据的规范和体系。第一个问题就是数据很难标注,因为医疗影像的标注需要专业知识,并且往往是3D数据,标注起来很慢。另外一个问题在于标注标准不够统一,虽然医疗行业有比较统一的标准,医院不同的医生有自己的一个相对标准,甚至可能同一个医生两次看同一个case,结论可能都不一样,这就导致标注的结果往往不是完全一致和确定的。另外,数据还很难收集,医疗数据相对比较隐私,医院内部,整个行业缺乏像ImageNet这样的大型公开数据库,一个病种能够收集到几千个数据就已经属于大数据了。当数据的广度和深度都不足的时候就容易发生比较系统性的偏差,会依赖于收集设备,哪怕同一个设备扫描参数不一样,甚至扫描技师不一样,产生的数据质量也不一样。难以标注和难以收集的问题导致算法不太容易泛化。

第三个难点在于自然图像跟医疗图像有一些区别,对于算法存在一些特有的挑战。第一点仅仅具备一些基本的常识不足以做医疗影像研究,需要学习一定的医学知识,但难度不算太大。第二点是识别任务比如说检测、分割、分类这些任务的描述跟自然图像里面很相似,而难点在于:有一些病灶很小,会涉及到小到4个像素的病灶检测,甚至小到2-3个像素的血管分割,对机器学习方法具有比较大的挑战。另外一点医疗影像数据以3D为主,3D图像任务在视觉领域来说,科研算法积累比较少,同时会缺乏一些好的开源库。同时在处理3D数据的时候GPU的显存往往不足,对于算法、工程都会有更多的挑战。涉及到重建任务时,因为3D重建需要理解人体结构,所以跟自然图像的3D重建区别是比较大的。涉及到图像处理任务,因为需要了解医疗图像的成像原理,跟自然图像的原理也不一样。总体来说,相对之前做自然图像所需要的算法能力来说,医疗图像对算法研发和工程能力要求会稍微高一点。

说到这里,大家可能觉得AI+医疗影像的研发难度很大,其实仔细想想也不是这样。如果我们对比其它行业,比如说安防、零售、工业检测、自动驾驶,就会发现这些难点其实是普遍现象。需求碎片化,数据难标注、难收集,缺乏统一的标准,需要把算法和领域知识结合,而不是直接可用,这些难点本身就很常见,但并不是高不可攀的障碍。

另一方面,医疗影像行业有一些特别的优势。

第一个优势就是这个行业本身是相对规范的。医院之间可能有一些区别,但并不需要过度定制化。总体上一致的标准包括:

有标准的数据格式——di

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