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这些算法可能将终结世界上最致命的杀手

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5个月前

作者:Apoorva Mandavilli

译者:Jhonny

编辑:Mickey

在结核病猖獗的印度农村等地方,用于扫描肺部X射线的 AI 技术可能有助于消除这种疾病之苦。

印度农村马哈拉施特拉邦的 Chinchpada Mission 医院

在世界上一些最偏远和最贫困的角落,呼吸道疾病比比皆是。训练有素的医学专业人士怯于涉足这些地区,而人工智能 (AI) 和互联网技术越来越多地支持这类疾病的诊断

在不到一分钟的时间内,使用手机或计算机上的一款新式App即可扫描 X 射线以查看结核病、Covid-19 (新冠病毒) 和其他27种情况的体征迹象。结核病 (TB) 是世界上最致命的传染病,报道称去年夺去了近140万人的生命。这款名为 qXR 的 App 是过去几年中出现的用于扫描和诊断结核病的诸多基于 AI 技术的工具之一。

这些基于 AI 技术的诊断工具为早日发现疾病和减少不必要的实验室检测带来了希望。它们已经被大规模使用,且也可能用于发现新出现的疾病群。

位于加拿大蒙特利尔的麦吉尔国际结核病中心 (McGill International TB Center) 主任 Madhukar Pai 表示:“在基于人工智能的所有应用中,我认为,相较于通过放射科医生,使用算法对图像进行数字化分析很可能是最有效的方法。

Pai 博士和其它专家也警告称,人工智能无法替代临床医生,但人工智能与临床专家相结合正被证明是一种非常强大的方式

位于美国圣地亚哥斯的克里普斯研究转化研究所 (Scripps Research Translational Institute) 所长 Eric Topol 博士也表示:“机器与临床医生结合的方式要比仅通过临床医生的方式更好,也比单独使用机器的方式更好。”Eric Topol 此前著有将人工智能应用到医学领域的书籍。

印度是全球约四分之一的结核病病例发生地,因此印度迫切需要一款能够在偏远地区诊断出这种疾病的 App。

位于印度西北部小镇 Nandurbar 的 Chinchpada Christian 医院为当地的 Bhil 部落社区成员提供医疗服务,其中一些人距离这家医院125英里,且这家医院仅有50张病床和8位医生,只有最基本的医疗设备。

Simdega (西姆德加) 是印度最贫穷的20个地区之一,距离最近的小镇 Rourkela 也需要行驶近5个小时的颠簸之路。该地区的部落居民居住在一个小村庄,周围是茂密的常绿森林。Simdega 的医疗中心仅拥有 60 张床位和 3 名医生,位于一片森林的一片空地上。该医院的负责人 George Mathew 博士表示,该医院“实际上是在一片茫茫荒野中”

Mathew 博士表示,仅有的几位工作人员必须处理所有发生的事情,“从疟疾到心肌梗死,再到抽搐和头部受伤。” 多年以来,他一直在自学读取 X 射线,并向身在远方的放射科医生朋友和前同事求助。

尽管 Nandurbar 和 Simdega 这两个地区相距 800 多英里,但它们的人口却惊人地相似。疟疾、镰状细胞病和结核病在这里普遍存在,这种情况因为人们的贫困、依赖精神治疗和酗酒问题而愈发严重,甚至在儿童群体内也是如此。

Nandurbar 医院的医学负责人 Ashita Singh 医生说道:“结核病往往被忽视,而且诊断常常被延误。” 她表示,当人们到达这些医疗中心时,他们通常“病情非常非常重了,甚至从未在其他地方接受过评估”。

Ashita Singh 博士与一位病人

但是在某些患者中,其 X 射线带有的一些微妙征兆,非专家医生是无法检查出来的。Singh 博士说道:“人工智能技术对于这类人群来说将带来巨大的好处。”

新冠病毒的到来以及随之而来的封锁,使这些偏远地区的医院与最近的城镇和放射科医生失去了联系。由于新冠病毒和结核病这两种疾病都影响肺部,这种情况进一步延迟了结核病的诊断,并使情况变得棘手。

几个月前,这两家医院都开始使用 qXR 这款 app,这是由印度公司 Qure.ai 创建并得到印度政府补贴的应用程序。该应用程序允许用户扫描 X 射线,如果发现结核病的证据,则会为患者分配风险评分。然后,医生可以对风险最高的患者进行确认性测试

Singh 博士说道,在 Nandurbar 的医院中,该 app 在今年十月份帮助诊断了20名患者的结核病。

专家表示,像 qXR 这类的应用程序也在结核病患病率较低的地方使用,以及用于 HIV 携带者这些高风险结核病感染者和患有其他疾病的人群进行日常筛查。

约翰·霍普金斯大学 (Johns Hopkins University) 的结核病专家 Richard E. Chaisson 博士表示:“对于疑似患有结核病的人来说,大多数的胸部 X 射线都是由不善于读取结核病的人进行检查的。如果有人工智能 (AI) 程序包可以在某个远程急诊室为患者读取 X 射线和CT扫描,这将是非常巨大的进步。”

qXR 是基于 AI 的结核病检测应用程序中最有前途的 app 之一。创建该 app 的公司 Qure.ai 直到几年前一家印度医院的医生建议使用该 app 之后才意识到这款 app 的潜力。

Qure.ai 技术的截图

根据《自然》杂志发表的一篇科学报告,在由 Stop TB Partnership 开展的比较不同的 AI 应用程序的研究中,所有 AI 应用程序的性能都优于有经验的人类解读,其中 qXR 似乎表现最好。

Qure.ai 的首席执行官 Prashant Warier 表示,该 app 可准确识别 95% 的结核病。但是,这种精确度并不是基于现实情况,Topol 博士将其称为基于人工智能的 app 的“常见问题”。Topol 博士补充说,在美国或西欧,结核病程序的准确性可能不如印度,因为在美国或欧洲,该病的流行率较低。

该 app 仅在成人中进行了测试,但现在已在6岁及以上的儿童中使用。布朗大学 (Brown University) 儿科结核病专家 Silvia S. Chiang 博士表示,胸部 X 射线检查对儿科结核病特别有用,因为约有70%的儿童病例无法通过实验室检查得到证实。

Chiang 博士说道:“能读取小儿胸部 X 射线的训练有素的专业人员非常稀缺,因此,为儿童开发和验证由计算机辅助的 X 射线读取技术将大有帮助。”

Qure.ai 方面表示,该公司正在孟加拉国的儿童中测试其 app 程序,并将于明年初发布数据。同时,qXR 和其他 app 也将不断改进。

专家们对基于人工智能 (AI) 的应用程序可能对结核病的控制产生巨大影响持乐观态度,尤其是在印度等缺乏医疗资源的国家。

Singh 表示:“我在梦想这样一个时候,像这样的工具可以提供给所有不愿进行 X 射线检查的政府初级和二级医疗中心 (因为这些部门没有信心读取患者的 X 射线)。如果印度农村地区的每个 X 射线中心都可以实现这一点,我认为我们可以战胜结核病。”

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