速度更快，精度更高，助力基層，幫助青年醫(yī)師成長(zhǎng)……關(guān)于影像AI的美好未來，你在各類醫(yī)學(xué)會(huì)議上還聽過多少？走出高質(zhì)量的研發(fā)數(shù)據(jù)集和試點(diǎn)醫(yī)院之后，AI的實(shí)際應(yīng)用效能如何？究竟能在多大程度上幫助到放射科醫(yī)生，尤其是低年資醫(yī)生？

迄今為止，行業(yè)會(huì)議分享及學(xué)術(shù)雜志有關(guān)AI的絕大部分公開成果都是基于某種算法的小范圍內(nèi)的技術(shù)可行性實(shí)驗(yàn)，大規(guī)模、真實(shí)臨床環(huán)境中的性能驗(yàn)證極為少見。正因如此，本文所呈現(xiàn)的試驗(yàn)結(jié)果更顯難能可貴。

研究背景及簡(jiǎn)介

此次研究由廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院放射科曾慶思主任總體設(shè)計(jì)、指導(dǎo)，鄧宇博士及劉艷雯醫(yī)生聯(lián)合國內(nèi)醫(yī)療AI獨(dú)角獸依圖醫(yī)療共同完成，以care．a(chǎn)i？胸部CT智能4D影像系統(tǒng)為平臺(tái)，以真實(shí)臨床環(huán)境中的胸部CT影像為樣本，探討AI在臨床真實(shí)工作環(huán)境中的使用效能，尤其是AI系統(tǒng)對(duì)于低年資醫(yī)生在閱讀胸部CT影像中的輔助作用。

廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院放射科曾慶思主任

作為國家呼吸系統(tǒng)疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心及呼吸疾病國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣醫(yī)附一呼吸科在復(fù)旦版《中國最佳醫(yī)院排行榜》中連續(xù)9年占據(jù)專科排行第一，CT數(shù)量日均400人次，胸部CT數(shù)量占到了CT總量的三分之二以上，每位醫(yī)生每天閱讀胸部CT圖像數(shù)高達(dá)3萬張。自2018年8月起，廣醫(yī)附一放射科即引入AI影像輔助診斷系統(tǒng)，目前已經(jīng)融入臨床工作流，正在改變放射科醫(yī)師的讀片習(xí)慣，特別是在大量肺部體檢CT診斷中，使用AI系統(tǒng)輔助閱片。

此次研究結(jié)果顯示，AI系統(tǒng)在不同肺葉、不同密度的結(jié)節(jié)檢出能力均與高年資醫(yī)生相當(dāng)，并能夠顯著提升低年資醫(yī)生檢出能力，在磨玻璃結(jié)節(jié)、4mm以下小結(jié)節(jié)等方面提升尤為明顯；檢出時(shí)間方面，AI系統(tǒng)的閱片效率是人工組的10倍以上，“AI＋醫(yī)生”的閱片模式在低年資醫(yī)生組中也可以節(jié)省近30％的閱片時(shí)間；但與此同時(shí)，AI系統(tǒng)并非“萬金油”，如肺結(jié)節(jié)與胸膜增厚或支氣管腔內(nèi)粘液栓的鑒別，以及結(jié)節(jié)密度的判斷等方面依然需要放射科醫(yī)生的幫助，AI檢出效能也會(huì)受到圖像質(zhì)量的直接影響。

廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院放射科鄧宇博士

“如何最大化早期肺癌的檢出，正確的測(cè)量肺結(jié)節(jié)、準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)肺結(jié)節(jié)形態(tài)，選擇最佳的肺結(jié)節(jié)管理策略一直是肺結(jié)節(jié)評(píng)價(jià)的核心問題，使用AI系統(tǒng)克服視覺評(píng)價(jià)缺陷，對(duì)病灶進(jìn)行定量分析，降低缺陷報(bào)告比例是臨床的強(qiáng)烈訴求，這也正是我們進(jìn)行此次試驗(yàn)的初衷，”談及此次試驗(yàn)意義時(shí)，鄧宇博士表示，“此次試驗(yàn)中，AI系統(tǒng)在真實(shí)臨床環(huán)境中表現(xiàn)出了較好的檢出性能、效率及可靠性，對(duì)于低年資醫(yī)師的輔助作用也相當(dāng)明顯，對(duì)于探索AI系統(tǒng)臨床使用方式、范圍、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)都具有重要意義。”

care．a(chǎn)i 胸部CT智能4D影像系統(tǒng)是AI+醫(yī)療領(lǐng)域的重大突破，在市面上絕大多數(shù)AI醫(yī)療產(chǎn)品功能僅局限于肺結(jié)節(jié)病灶檢出時(shí)，能在檢出基礎(chǔ)上更進(jìn)一步，對(duì)病灶進(jìn)行全面量化的智能分析，良惡性鑒別、自動(dòng)進(jìn)行歷史影像對(duì)比，并自動(dòng)生成結(jié)構(gòu)化報(bào)告，全面輔助臨床。

隨機(jī)抽取既往健康體檢人群薄層胸部CT（掃描厚度1mm），按納排標(biāo)準(zhǔn)篩選218份CT片作為本研究觀察對(duì)象，排除CT圖像有嚴(yán)重呼吸偽影者、圖片讀取不完整者、有彌漫性肺部疾病影響等情況，以最貼近臨床實(shí)際閱片流程的“2名高年資醫(yī)生綜合各組結(jié)果進(jìn)行最后判定”為金標(biāo)準(zhǔn)。

（1）高年資醫(yī)生組：1名從事胸部影像診斷工作（＞10年）的高年資醫(yī)生；

（2）低年資醫(yī)生組：1名從事胸部影像診斷工作（＞5年）的低年資醫(yī)生；

（3）AI系統(tǒng)：兩個(gè)版本（高敏感版本、低敏感版本－又成“高敏感性高特異性”的雙高版本）的care．a(chǎn)i 胸部CT智能4D影像系統(tǒng)。

試驗(yàn)結(jié)果

本試驗(yàn)共納入218份CT片，金標(biāo)準(zhǔn)判定陽性片176份，陰性片42份。共檢出619個(gè)結(jié)節(jié)，陽性片片均結(jié)節(jié)數(shù)3．5個(gè)。

1、AI系統(tǒng)（紅色折線）在不同肺葉間檢出性能與高年資醫(yī)生相當(dāng)，并顯著提升低年資醫(yī)生的檢出能力。

2、AI系統(tǒng)（紅色折線）不同密度結(jié)節(jié)間檢出能力與高年資醫(yī)生相當(dāng)，同時(shí)，“AI＋醫(yī)生”的閱片模式顯著提升低年資醫(yī)生檢出能力。

3、AI系統(tǒng)（紅色曲線）對(duì)于結(jié)節(jié)大小的判斷與金標(biāo)準(zhǔn)之間的差異不具備統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，能在一定程度上提升低年資醫(yī)生結(jié)節(jié)大小判讀水平。

4、AI在閱片速度方面具備壓倒性優(yōu)勢(shì)。下圖為不同分組在一小時(shí)內(nèi)的閱片數(shù)量對(duì)比，AI系統(tǒng)的閱片效率是純?nèi)斯そM10倍左右；值得注意的是，采用“AI＋醫(yī)生”的閱片模式后，低年資醫(yī)生的閱片效率提升了30％。

5、進(jìn)一步分析可以發(fā)現(xiàn)：AI系統(tǒng)對(duì)于低年資醫(yī)生的結(jié)節(jié)檢出能力的提升是全方位的，能夠顯著提升不同肺葉、不同密度的結(jié)節(jié)檢出能力；表現(xiàn)最為出色的是在磨玻璃結(jié)節(jié)方面的檢出能力提升達(dá)到100％，在4mm以下小結(jié)節(jié)檢出能力的提升也達(dá)到了50％

1、AI系統(tǒng)在各個(gè)肺葉間的結(jié)節(jié)檢出性能全面超越低年資醫(yī)生，不同密度結(jié)節(jié)間檢出能力與高年資醫(yī)生相當(dāng)，AI系統(tǒng)的“防漏”功能十分強(qiáng)大；

2、AI系統(tǒng)在尋找肺結(jié)節(jié)閱片耗時(shí)上具備壓倒性優(yōu)勢(shì)，是純?nèi)斯ら喥��?／10，而“AI＋醫(yī)生”的閱片模式可使低年資醫(yī)生閱片效率提升30％；

3、“AI＋醫(yī)生”的閱片模式對(duì)于低年資醫(yī)生結(jié)節(jié)檢出能力的提升是全方位的，該種工作模式下高年資醫(yī)生結(jié)節(jié)檢出敏感性可提升至90％以上；

4、AI并非無所不能，如肺結(jié)節(jié)與胸膜增厚或支氣管腔內(nèi)粘液栓的鑒別，以及肺結(jié)節(jié)密度的判斷等方面依然需要放射科醫(yī)生的幫助，并且檢出能力受圖像質(zhì)量影響。

可以預(yù)見的是，在放射科的胸部CT影像判讀工作中，“醫(yī)生＋AI”的閱片模式將成為主流，并將在需要海量閱片工作的大規(guī)模腫瘤早篩中發(fā)揮巨大價(jià)值，AI系統(tǒng)也將成為低年資醫(yī)生成長(zhǎng)的有力助手，成為放射科醫(yī)生尤其是青年醫(yī)生的必備工具。