蘭丁醫(yī)學(xué)高科創(chuàng)始人孫小蓉:人工智能在大規(guī)模宮頸疾病診斷中的創(chuàng)新應(yīng)用
導(dǎo)語(yǔ)：蘭丁團(tuán)隊(duì)創(chuàng)始人孫小蓉博士自2000年回國(guó)后一直致力于宮頸癌篩查的科研工作，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)十余年積累了數(shù)百萬(wàn)人份的宮頸癌篩查大數(shù)據(jù)庫(kù)，成功突破了靠顯微鏡和人的診斷經(jīng)驗(yàn)局限，利用人工智能的方式讓機(jī)器深度學(xué)習(xí)，達(dá)到早期癌細(xì)胞檢測(cè)的自動(dòng)化、智能化、標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化。
7月1日，在由武漢國(guó)家生物產(chǎn)業(yè)基地建設(shè)管理辦公室主辦、火石創(chuàng)造承辦、光谷健康智慧園協(xié)辦的醫(yī)療大數(shù)據(jù)與醫(yī)學(xué)人工智能高峰論壇上，蘭丁醫(yī)學(xué)高科創(chuàng)始人、CEO孫小蓉博士分享了宮頸癌早期診斷人工智能技術(shù)的研發(fā)創(chuàng)新和應(yīng)用推廣。
本文系根據(jù)孫小蓉博士在火石創(chuàng)造承辦的《醫(yī)療大數(shù)據(jù)與醫(yī)學(xué)人工智能高峰論壇》上的精彩分享整理而成。根據(jù)嘉賓意見，分享內(nèi)容已刪去部分敏感觀點(diǎn)及內(nèi)部信息。
國(guó)內(nèi)外人工癌細(xì)胞診斷現(xiàn)狀
細(xì)胞學(xué)診斷具有方法簡(jiǎn)單，無(wú)創(chuàng)傷等優(yōu)點(diǎn)，在臨床腫瘤診斷中發(fā)揮重要作用的同時(shí)，也是國(guó)內(nèi)外宮頸癌普查的首選方法。用顯微鏡技術(shù)憑細(xì)胞學(xué)專家經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行細(xì)胞學(xué)診斷已有幾百年歷史，但因顯微鏡放大倍數(shù)和人為細(xì)胞學(xué)診斷誤差有局限。
人腦經(jīng)驗(yàn)判讀人為誤差大，導(dǎo)致在我國(guó)二甲醫(yī)院實(shí)際和病歷吻合的準(zhǔn)確性在百分之二十幾，美國(guó)做的六十年宮頸癌篩選敏感性是41%到73%，也就是說美國(guó)陽(yáng)性檢查率最高是71%左右。
幾十年來(lái)，我國(guó)細(xì)胞學(xué)歸類于臨床檢驗(yàn)輔助診斷，由技術(shù)員操作完成，同時(shí)缺乏細(xì)胞學(xué)專業(yè)培訓(xùn)和標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)控等措施，面對(duì)我國(guó)日益增加的臨床服務(wù)和腫瘤防癌篩查的需求，用自動(dòng)化的技術(shù)，解決細(xì)胞學(xué)診斷質(zhì)量認(rèn)為誤差大，缺乏大量細(xì)胞病例醫(yī)生的困境成為當(dāng)務(wù)之急。
孫小蓉博士2001年從加拿大歸國(guó)，當(dāng)時(shí)研究了二十年自動(dòng)化的顯微鏡、自動(dòng)閱片系統(tǒng)，回到中國(guó)17年的時(shí)間里反復(fù)驗(yàn)證，做了智能化、標(biāo)準(zhǔn)化、智能化的癌細(xì)胞檢測(cè)系統(tǒng)。因?yàn)橹袊?guó)有大量的樣本量，經(jīng)過十幾年幾百萬(wàn)樣本積累，做了自動(dòng)癌細(xì)胞掃描儀。
蘭丁公司經(jīng)過近14年研發(fā)，已成果開發(fā)具有世界水平的自動(dòng)化細(xì)胞診斷設(shè)備，經(jīng)過上百萬(wàn)例的宮頸癌篩查實(shí)踐驗(yàn)證，通過臨床機(jī)構(gòu)證明，能夠解決中國(guó)大規(guī)模腫瘤早期篩查這一難題。
細(xì)胞的智能識(shí)別原理是什么？
“原來(lái)人通過經(jīng)驗(yàn)看的細(xì)胞量化特征參數(shù)，通過機(jī)器在顯微鏡上加數(shù)碼相機(jī)掃描細(xì)胞后，把醫(yī)生在顯微鏡下看到細(xì)胞的特征參數(shù)進(jìn)行量化。數(shù)量化以后，機(jī)器可以通過網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)把每一個(gè)細(xì)胞自動(dòng)挑選出來(lái)，然后通過數(shù)據(jù)把每個(gè)細(xì)胞選出來(lái)進(jìn)行判斷是否常，最后自動(dòng)發(fā)一個(gè)報(bào)告?！?/p>
細(xì)胞的智能識(shí)別
工業(yè)革命時(shí)期，發(fā)動(dòng)機(jī)推動(dòng)生產(chǎn)力發(fā)展；互聯(lián)網(wǎng)+時(shí)期，機(jī)器人改變社會(huì)和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，改變?nèi)祟惞ぷ骱蜕罘绞健?/p>
“人類真正的凈化實(shí)際上是工具的改變。每個(gè)細(xì)胞背后有數(shù)據(jù)診斷以后，醫(yī)生解放了，這是歷史革命性的進(jìn)步?！睂O小蓉博士說。
智能化細(xì)胞學(xué)診斷工作流程
現(xiàn)場(chǎng)孫小蓉博士現(xiàn)場(chǎng)介紹了自動(dòng)細(xì)胞涂片的工作流程，她笑稱也可稱為“機(jī)器人工作的流程”。
1.自動(dòng)細(xì)胞涂片掃描
2.細(xì)胞掃描記錄
標(biāo)本在玻片上的每一個(gè)細(xì)胞都能被記錄，除了做全世界公認(rèn)的TBS診斷之外，機(jī)器還可以做細(xì)胞定量診斷。
3.自動(dòng)分類診斷
4.出報(bào)告
云診斷究竟有多快？
以深圳坂田試點(diǎn)為例，從掃描、上傳到診斷云的診斷，有醫(yī)生在手機(jī)上復(fù)核，700例測(cè)試下來(lái)，終端掃描到終端報(bào)告時(shí)間平均一個(gè)小時(shí)加減三十分鐘。
云診斷耗時(shí)分析
“也就是說用智能化的機(jī)器，加上云的診斷，全中國(guó)任何一個(gè)地方，做宮頸癌篩查消除了地域之間的關(guān)系，直接在云上做診斷，而且花的時(shí)間非常短，加減一個(gè)半小時(shí)左右?！睂O小蓉博士表示。
“操作過程中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)問題，基層對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)了解程度比較差，導(dǎo)致售后工作量很大?！睘榇颂m丁又加了售后遠(yuǎn)程服務(wù)質(zhì)控平臺(tái)，通過1.機(jī)器運(yùn)營(yíng)監(jiān)控 2.可視化售后服務(wù) 3.專家遠(yuǎn)程會(huì)診 4.遠(yuǎn)程國(guó)際交流。降低了成本，提升了售后服務(wù)質(zhì)量。
“這一套系統(tǒng)遠(yuǎn)程指控系統(tǒng)，包括硬件設(shè)計(jì)、掃描的范圍、掃描的限制、聚焦的參數(shù)。完成從掃描到分類、診斷報(bào)告這樣一個(gè)過程，全部是軟件控制的?！睂O小蓉博士介紹。有了這一套醫(yī)生復(fù)核指控后，既可以找到視野，還可以找到數(shù)據(jù)。這對(duì)為醫(yī)生真正解決它的治醫(yī)以及提高水平都非常有幫助。
細(xì)胞學(xué)大數(shù)據(jù)云平臺(tái)助力宮頸癌篩查
中國(guó)有3億婦女需定期做宮宮頸癌檢查，而目前覆蓋率尚未達(dá)到20%到，與宮頸癌防治要求達(dá)到80%的人群覆蓋率的目標(biāo)差距尚遠(yuǎn)。而自動(dòng)化、云診斷可解決中國(guó)缺少病理專家難題。
孫小蓉博士用自動(dòng)化宮頸癌細(xì)胞檢測(cè)系統(tǒng)做了嘗試，并且證明是成功的?，F(xiàn)場(chǎng)孫博士用通俗的語(yǔ)言描述了整個(gè)流程的各個(gè)環(huán)節(jié)：
“在基層?jì)D保院收集細(xì)胞后，送至當(dāng)?shù)氐貐^(qū)或者省級(jí)中心實(shí)驗(yàn)室，做簡(jiǎn)單的制片、染色以后，機(jī)器掃描完以后就上到云上。醫(yī)生只要上網(wǎng)，用手機(jī)或者IPAD，就可以看到云診斷的結(jié)果，醫(yī)生用手機(jī)核實(shí)完了以后，老百姓在家里掃描二維碼就可以收到報(bào)告。同時(shí)當(dāng)?shù)氐男l(wèi)計(jì)委領(lǐng)導(dǎo)可以看到并追蹤相關(guān)情況，可以幫助政府做管理。”
中心實(shí)驗(yàn)室模式
孫小蓉表示，基層農(nóng)村只需要做簡(jiǎn)單的取材，取完之后有三鐘模式：縣級(jí)婦保院，一年有一萬(wàn)人要做篩查，只要把下面各個(gè)鄉(xiāng)村縣收集到以后送到中心實(shí)驗(yàn)室，由中心實(shí)驗(yàn)室處理。如果是第四級(jí)，地市是5萬(wàn)例以上，縣級(jí)是10萬(wàn)例以上就建中心實(shí)驗(yàn)室，到大中實(shí)驗(yàn)室再做復(fù)查?！?strong>如果把專業(yè)性非常強(qiáng)的第三方實(shí)驗(yàn)室做好，會(huì)是一個(gè)非常好的前景?！?/strong>
云是怎么做的？
“基層醫(yī)院掃描后上傳。我們做了一個(gè)軟件，云上監(jiān)控。云診斷是什么？機(jī)器把細(xì)胞掃描完了以后，就挑選細(xì)胞，挑完細(xì)胞以后，每一個(gè)標(biāo)本就在云上把每個(gè)細(xì)胞計(jì)算診斷出來(lái)。醫(yī)生現(xiàn)在很簡(jiǎn)單，拿著手機(jī)，不管是否上班，只要點(diǎn)一下細(xì)胞，就可以進(jìn)行復(fù)核。每個(gè)人申請(qǐng)單，通過二維碼唯一化?！?/p>
蘭丁細(xì)胞云平臺(tái)填補(bǔ)基層缺乏病理醫(yī)生的空白,把85%交給蘭丁機(jī)器人,15%再由醫(yī)生復(fù)核。
“宮頸癌篩查只要堅(jiān)持做，運(yùn)用好的工具，對(duì)中國(guó)是有幫助的?！睂O小蓉表示，加拿大1955年開始做宮頸癌篩查，當(dāng)時(shí)發(fā)病率十萬(wàn)分之三十左右，經(jīng)過十年左右的努力，發(fā)病率降到十萬(wàn)分之二。2011年她從加拿大回來(lái)，在湖北省武漢市漢南區(qū)每年做篩選，普查結(jié)果顯示陽(yáng)性檢出率明顯降低，原來(lái)平均死兩到三人，到現(xiàn)在八年沒有一個(gè)人死于宮頸癌。
云時(shí)代跟互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的不同在哪里？
“云有存儲(chǔ)、計(jì)算、診斷、指控的功能，細(xì)胞學(xué)的智能化、網(wǎng)絡(luò)化的診斷，我們經(jīng)過了17年反復(fù)積累的幾百萬(wàn)、上千萬(wàn)的數(shù)據(jù)，讓它今天能夠在云上非常高效地運(yùn)轉(zhuǎn)，阿里巴巴給我們一個(gè)月108例的診斷，中國(guó)3億婦女來(lái)做的話，只有這種辦法最簡(jiǎn)單最好。”
現(xiàn)在的晚期診斷晚期治療為什么都是B超、CT、核磁共振，看到包塊以后才確診，才去開刀放化療？
“因?yàn)轱@微鏡看不到個(gè)癌前病變，現(xiàn)在有了光機(jī)電電腦技術(shù)，加上顯微鏡上，使腫瘤細(xì)胞在前面就看到了。癌細(xì)胞在基底膜以上沒有血管，晚期是因?yàn)榘┘?xì)胞穿透了基底膜，就可以轉(zhuǎn)移，即使手術(shù)開了刀，把所有癌細(xì)胞都?xì)⒐饬?，但潛伏的癌?xì)胞到了一定時(shí)候就會(huì)復(fù)發(fā)。有了新的技術(shù)，有了云，真正意義上把腫瘤往前移了，這個(gè)時(shí)候發(fā)現(xiàn)癌細(xì)胞的話，腫瘤真的可以治愈。”
蘭丁公司研制的全自動(dòng)細(xì)胞DNA定量分析系統(tǒng)，是通過測(cè)定細(xì)胞核內(nèi)DNA含量，將細(xì)胞DNA倍體發(fā)生改變的細(xì)胞挑出來(lái)，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)掃描、自動(dòng)診斷及完善的質(zhì)量控制。通過大量的臨床實(shí)驗(yàn)證實(shí)，該系統(tǒng)可提高細(xì)胞學(xué)診斷的面感性，經(jīng)國(guó)內(nèi)外專家認(rèn)證，該技術(shù)已達(dá)到世界水平。
通訊員 劉慧美
特約記者顏赟
