肿瘤医生眼中的人工智能啊

来历：CSCO乳腺癌高峰论坛

作者：江泽飞 许凤锐

【摘要】人工智能是精准医学年代重要的发展方向，它与人类智能各有所长，在思想形式，发明才能，社会特点方面有着很大的不同。现在，人工智能已在医学影像、病理、辅佐决议计划体系、医学教育方面取得了必定的发展，人工智能年代正向咱们走来。

大数据是精准医学开展的重要依托，而大数据的使用需求有用的剖析手法将其转化为标准可行的临床信息【1】。很多临床与基础研究，推动了乳腺癌等恶性肿瘤医治前进，缩短乳腺癌医治攻略的更新周期，但一起临床医师面对的学习压力与应战越来越大。此刻，人工智能应运而生，企图协助人们处理日益增多且增速显着的数据信息【2】。本文从肿瘤医师视点，讨论现在医学范畴人工智能的开展现状及使用远景。

一、人工智能与人类（医师）智能的差异

人工智能是一门归纳了计算机科学、生理学、哲学的交叉学科。“人工智能”一词开始是在1956年美国计算机协会安排的达特莫斯学会上提出的。从那以后，研究者们开展了很多理论和原理，人工智能的概念也随之扩展。尽管本质上，人工智能是对人类智能思想的模仿，但两者在思想形式，发明才能，社会特点方面有着很大的不同。

榜首，两者的思想形式不同。临床实践中，医师治病是生理和心理上的一个多层次的、扑朔迷离的进程，人工智能则依照预先规划的程序相对简略快速的进行思想活动。医师经过与患者的沟通，结合本身的经历知识，概括总结出适宜的医治计划。而人工智能需求凭借形式识别系统从自然语言中得到有用的信息，并从贮存的海量存储中以它惊人的记忆力、灵敏的运算速度、准确的逻辑判断才能，查询到相似的数据，给出最佳的计划。因而，准确的算法，准确的剖析是人工智能的确保，而经历和学习才能则是医师才智的重要依托。

第二，两者的社会特点不同。医师在临床实践中，面对的不仅仅是疾病，更是患病的人，甚至整个家庭，因而在给出决议计划时，不单单需求考虑到疾病自身的特征，还要考虑患者的生活环境，经济条件、作业家庭、药物可及性、医保等社会要素。而人工智能则不需求触摸患者，而仅仅针对临床病例材料，给出数据最佳的计划。因而某些情况下，一套老练的人工智能体系给出的计划可能是最正确的，而一名经验丰富的医师给出的计划却可能是最适合患者的。

第三，两者的发明才能不同。人工智能能够贮存巨大的“回忆”容量，能够自我学习，但它不会自动地提出问题，并且它对使命的处理是机械的，只要在逐个查对了全部可能的途径之后，最终才找到正确答案。而医师而具有高度的主动性、灵活性、随机性。在面对杂乱病例的状况时，人工智能可能因为数据参考量少而无法给出计划，但经验丰富的医师仍能够结合患者现在及继往状况，给出个体化的医治计划。

二、医学范畴人工智能开展现状与未来

1、智能印象助力肿瘤确诊与医治点评

现在，临床上对肿瘤效果点评仅仅丈量肿块的巨细或体积等片面、半定量的信息来评价肿瘤的畏缩，但智能印象是在医学印象的基础上，融入了AI，经过深度学习，完结对印象的分类、方针检测、图画切割和检索作业，能够深度发掘很多数字化信息，前期从肿瘤的内部活性、特定的纹路参数来判别肿瘤的生物学行为，帮忙医师完结疾病的确诊和医治。计算机辅佐确诊（computer-aided diagnosis and detection， CAD）是智能印象的开始形式，使用最多的疾病即乳腺癌的相关确诊【3】。根据人工智能的放射组学（Radiomics）是跟着智能医学印象的开展而逐步鼓起的一个概念。

在乳腺癌领域中，智能印象已经在病变确诊、效果点评乃至猜测分子分型中取得了必定的研讨成果。Bickelhaupt S等【4】构建的三种机器学习分类器在确诊良恶性病变方面，仅次于具有20年丰厚经历的乳腺放射科医师对平扫及增强图画的归纳判别成果（95.9%）。此外，Wu J、Wang J、Fan M【5-7】等人的研讨均发现临床信息结合动态增强的3D印象信息可以作为生物标志物来辨别乳腺癌的分子亚型，特别是关于三阴性乳腺癌的猜测。在效果点评方面，Coroller TP【8】等用提取的智能印象的特征猜测进展期非小细胞肺癌的效果，在127例患者行放化疗后提取了15个放射组学特色来猜测病理反响，成果发现智能印象的特色优于传统印象学特征（肿瘤的体积和直径）。这些研讨成果无疑让我们看到了使用AI辅佐确诊可以协助医师愈加方便和精确地对疾病做出确诊，进步确诊功率及精确度。

2、智能病理加快肿瘤的定性和定量判别

病理确诊是临床医师医治的根底，目前我国传统病理面对较大应战。临床需求要求病例医师“准、快、高”，而肿瘤分类医治的开展，对根本病理学和分子病理确诊提出更高要求，病理确诊的规范化程度还不能满意临床需求。人才匮乏，水平不齐全国工作病理医师缺乏万人，人才缺口巨大，病理确诊的价格和价值没有充分体现，严峻制约职业开展。依靠经历，不易定量，肿瘤病理确诊首要仍是依靠经历对HE切片形态学知道，片面评价重复性差，切片质量良莠不齐。因而，智能病理的呈现具有必定的客观必要性。

现在，智能病理已用于乳腺癌等多种肿瘤中，使用规模集中于细胞学初筛、良恶性辨别、形状定量分析、组织学分类等方面。

在良恶性确诊方面，Zadeh Shirazi【9】等依据乳腺癌患者的乳腺肿块形状、边际、密度、年纪和乳腺印象陈述数据体系（breast imaging reporting and data system， BI-RADS）评分，选用深度学习方法对822例乳腺癌患者进行了剖析和验证，验证阶段疾病的检出率高达95%。Araujo【10】等运用卷积神经网络对乳腺癌的安排图画进行了分类，四分类（正常安排、良性疾病、原位癌和侵袭癌）的准确度为77.8%， 二分类（癌和非癌安排）的准确度为83.3%，肿瘤检出的敏感度为95.6%。

HER2是乳腺癌首要的驱动基因，精确的HER2检测是精准医治的条件，智能病理在HER2检测方面也进行了开始的探究。Vandenberghe M E【11】等对71例乳腺癌切除标本进行了主动HER2评分，成果显现83%与病理医生确诊成果相符，但有12例成果不一致，从头剖析后批改了8例的确诊，剖析原因是HER2染色异质性形成医生HER2表达的成果判别呈现了误差。

在分子病理方面，传统的基因检测方法无法满意多基因检测辅导肿瘤精准医治的需求，而NGS等新技能的出现为肿瘤精准检测、准确医治供给了新的机会。研讨显现【12】，有76%患者至少有一个可用药的变异，每个肿瘤样本均匀有3.06个基因变异，可用药变异为1.57个，如何将这些检测效果转化为临床获益成为当时研讨的热门。关于乳腺癌治疗，现已看到了精准分子病理检测的使用效果。21基因检测能够评价HR阳性前期乳腺癌预后危险，判别化疗敏感性，而BRCA检测等已被证明与遗传性乳腺癌及铂类、奥拉帕尼效果相关。因而，在海量的基因组学信息中，使用人工智能剖析技能，已成为精准医学不可或缺的开展要素。

智能病理的开展使用不光能减轻病理医师担负，在必定程度上也能够补偿病理科医师片面剖析的缺乏，进步病理的定性和定量判别，进步病理确诊的准确度，还能为患者供给个性化的医治定见和疾病预后判别，推进精准病理的开展。

3、智能决议计划丰厚临床实践的决议计划形式

临床实践中，医师的决议计划水平首要依赖于个人经历与学习才能。在医学信息不断发展的今日，临床医师面对着很大的学习压力。研讨显现，一名医师假如想紧跟医学发展，需求每个工作日学习29小时，而在这些学习数据中，有高达80%的为非结构化数据。因而，经历缺乏约束了低年资医师的决议计划水平，而学习时刻缺乏成为高年资医师面对的首要问题，这都会影响临床决议计划的规范性。智能决议计划体系的研制就是为了可以结合人工智能的学习剖析才能及专家的经历，然后得到愈加精确的决议计划计划。

现在智能决议计划体系最老练的为沃森肿瘤（WFO，Watson for oncology）体系，该体系由Watson是IBM 开发的认知核算体系，具有了解、推理、学习、互动四项基本特征。Watson可以阅览并了解大规模的结构化和非结构化数据，可以查找很多数据，而且可以认知内容，诠释医学术语，并以尖端医学专家和实在病例为样本，继续的自我学习并改善。Watson用于剖析和确诊的数据来历包含医治攻略、电子病历数据、医师和护理的记载、研讨资料、临床研讨、期刊文章和患者信息。这些非结构化的数据量十分巨大，而且时间改变，关于临床经验缺少的医学生来说，回忆这些数据的难度十分大。关于Watson来说，它可以在几秒钟内阅览数百万的文字，可以搜罗世界上最先进的医疗大数据信息，学习海量常识，并用人类言语答复问题，替代医学生查找各种可能，辅佐他们完结确诊，提高治疗准确性。

至今，Watson现已开始显现了其在肿瘤决议计划中的可行性。2016年8月中旬，日本东京大学使用沃森确诊一名60多岁女人患有一种稀有的白血病，并供给了个性化医治计划，仅花了10分钟。而在几个月前，该患者还曾被其他医院误诊。随后，多项探究Watson与医师决议计划契合率的研讨展开。S. P. Somashekhar教授建议的研讨【13】回忆了2014年至2016年印度马尼帕尔归纳癌症中心经过多学科肿瘤委员会（MMDT）确诊的638例乳腺癌患者，一切病例再次使用WFO确诊和医治引荐处理。成果发现WFO和MMDT的共同率达93%，且肿瘤分期和年纪等要素对其有影响，而激素受体和HER2表达等并无显着差异。

但咱们需求看到，截止现在的研讨均是只是比较了智能决议计划与医师决议计划契合率，并没有进一步探求智能决议计划与医师决议计划“孰优孰劣”，以及智能决议计划怎么影响传统临床实践。现在，一项多中心，大样本量临床研讨正在我国展开，该研讨凭借我国临床肿瘤学会乳腺癌（CSCO BC）数据库，企图在讨论智能决议计划与医师决议计划契合率的一起，进一步探究智能决议计划体系的使用对不同年资医师的影响，以及对患者获益可能带来的影响，咱们也等待该研讨的成果可认为智能决议计划体系的使用供给新的依据。

4

、人工智能完善医学教育形式

经过人工智能的使用，可以使年青医师敏捷生长，资深医师功率更高，疲乏医师防止过失。人工智能的使用现已处理或部分处理了许多教育范畴的应战性问题，包含言语处理、推理、规划和认知建模等。人工智能用数字化和充满活力的方法为学生供给了更多参加的时机，而这些时机通常在过期的教科书或教室的固定环境中无法找到，特别是在我国当时研究生教育形式师生脱离现象严峻的情况下【14】，人工智能更是可能成为很好的衔接“桥梁”。

在医学教育范畴，WFO运用自然语言、假定生成和依据依据的学习才能为临床决议计划支撑系统供给协助，供医学专业人员和医学生运用。Watson经过时间轴的方式展现全体医治计划，经过色彩区别不同的医治计划的引荐等级，供给包含成果计算信息和MSK审阅引荐的出版物信息，直接链接到Pubmed 摘要和部分原文，并供给两种医治计划的对等到相应的循证支撑，依据患者的基本信息快速匹配相应的循证依据，可依照循证的质量、日期及相关性排序，可概括和提取循证依据的信息及成果，协助医师进步阅览功率。

DxRClinician是专门针对教育型医院、医学类院校及住院医师的网络虚拟患者体系，该体系被广泛应用于教育教育和医学生临床思想评价中【15】。软件采集了数百个实在的患者材料，并由专家及人工智能编写为特定症例，这些症例包括广泛的临床问题。医学生经过对虚拟患者的问诊、模仿查体和辅佐查看，做出拟诊，进而确诊并规划医治计划。关于教师来说，DxR Clinician以作为一套有用的剖析东西，协助教师经过评值效果了解学生的行为表现并调整课程；关于学生来说，能够快速培育临床问题的处理才能。

总归，人工智能已成为当今开展的重要方向，国务院也已将人工智能列为开展要点规划。在医学范畴，智能病理、智能印象开展迅速，提高了肿瘤的精准确诊与医治，而智能决议计划体系的研制，更是协助临床医师紧跟医学发展，把握询证医学依据，愈加充沛自若的应对临床问题。人机对话，协作共赢，人工智能年代正在向咱们走来。

【参考文献】

[1] 许凤锐， 江泽飞. 精准医学年代肿瘤医治决议计划:大数据与小随机[J]. 中华医学杂志， 2017， 97(4):241-243.

[3] GigerM L. Update on the potential of computer-aided diagnosis for breast cancer[J].Future Oncol，2010，6(1):1-4.

[4] BickelhauptS， Paech D， Kickingereder P， et al. Prediction of malignancy by a radiomicsignature from contrast agent-free diffusion MRI in suspicious breast lesionsfound on screening mammography[J]. J Magn Reson Imaging，2017.

[5] WuJ， Sun X， Wang J， et al. Identifying relations between imaging phenotypes andmolecular subtypes of breast cancer: Model discovery and external validation[J].J Magn Reson Imaging，2017.

[6] WangJ， Kato F， Oyama-Manabe N， et al. Identifying Triple-Negative Breast CancerUsing Background Parenchymal Enhancement Heterogeneity on DynamicContrast-Enhanced MRI: A Pilot Radiomics Study[J]. PLoS One，2015，10(11):e143308.

[7] FanM， Li H， Wang S， et al. Radiomic analysis reveals DCE-MRI features forprediction of molecular subtypes of breast cancer[J]. PLoSOne，2017，12(2):e171683.

[8] CorollerT P， Agrawal V， Narayan V， et al. Radiomic phenotype features predict pathologicalresponse in non-small cell lung cancer[J]. Radiother Oncol，2016，119(3):480-486.

[9] ZadehA S， Seyyed S M C， Mohammadi Z. A novel and reliable computational intelligencesystem for breast cancer detection.[J]. Medical & Biological Engineering& Computing， 2017(9):1-12.

[10]AraújoT， Aresta G， Castro E， et al. Classification of breast cancer histology imagesusing Convolutional Neural Networks:[J]. Plos One， 2017， 12(6):e0177544.

[11]VandenbergheM E， Scott M L， Scorer P W， et al. Relevance of deep learning to facilitate thediagnosis of HER2 status in breast cancer.[J]. Scientific Reports， 2017，7:45938.

[12]FramptonG M， Fichtenholtz A， Otto G A， et al. Development and validation of a clinicalcancer genomic profiling test based on massively parallel DNA sequencing.[J].Nature Biotechnology， 2013， 31(11):1023.

[13]Somashekhar，S.P.， et al.， Watson for Oncology and breast cancer treatment recommendations:agreement with an expert multidisciplinary tumor board. Ann Oncol， 2018.

[14]许凤锐， 江泽飞. 临床医学研究生培育形式的讨论[J]. 我国高级医学教育， 2017(1):129-130.

[15]陆耀红， 邹扬， 施丹丹，等. DxR Clinician在国内医学模仿教育中的使用[J]. 中华医学教育探究杂志， 2014， 13(4):402-406.

文章来历如下：

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“精液不液化”， 是怎么一回事?

最近有许多患者朋友咨询“精液不液化”方面的问题，这是一个比较专业的问题，在此中医摄生刘药师一致为我们介绍一下。

1、“精液不液化”的界说

在正常状况下，男性的精液在射出体外时会凝结成胶冻状或凝块状，射出体外后，大约经10至30分钟的时刻，在前列腺排泄的纤维蛋白溶解酶的效果下而液化成水样液体，变成较为淡薄的精液，这个进程就是精液的液化，这种现象属正常的生理现象。如精液排出体外，超越30分钟仍呈胶冻状，则归于病理状况，称为精液不液化。

2、“精液液化”的效果

人类正常精液刚射出时是液态的，可是射出体外后，会变成像果冻或凝胶相同的粘稠物，这是因为精囊发生的纤维蛋白原使精液凝结，这是避免精液逆流出女人生殖道。约20分钟后，精液在前列腺排泄的纤维蛋白溶酶效果下，开端液化成淡薄的液体，精液里的精子才干杰出地活动，顺畅进入子宫内。

3、“精液不液化”的损害

精液不液化是男性不育症的常见原因，精液长期不液化，射出后变干，变成了一块块果冻状物体或一团团絮状的物体，精子就无法进入子宫与卵子结合，导致不育。一起，不液化的精液无法流出，会粘着在伴侣阴道内，形成阴道炎，宫颈炎等妇科疾病。

4、“精液不液化”的原因

导致精液不液化原因有许多，其机制现在尚不清楚，一般认为有以下几点：

A、先天性的疾病。比如：先天性前列腺发育不良就会影响到前列腺的发生以及蛋白分化酶等等，没有这些物质的催化就会导致精液呈现不液化的状况。

B、男性体内的微量元素缺少。有可能是体内缺少镁、锌等各种微量元素，这也是形成精子不液化的一个重要原因。

C、有可能患有男性生殖系统的炎症如前列腺炎和精囊炎，导致精囊排泄的凝结酶增多或前列腺排泄的纤维蛋白溶解酶缺乏。

D、长时间熬夜、饮食不规则、缺少运动、日子工作方式不健康等，导致体内激素紊乱，也有可能形成精液不液化。

祖国医学没有对精液不液化症有相似记载，大致与瘀滞、湿热、肾虚病因病机有关。凡肾阳缺乏，肾阴阳失调，或湿热之阴邪，寒凝血瘀阻挡气机，均可致气化异常，而呈现精液不液化。

5、“精液不液化”的调度

A、要注意科学饮食。关于一些感染要素导致的，比方精囊炎或前列腺炎导致的，应该防止饮食辛辣、影响的食物，比方辣椒、酒、大料都应该防止。

B、少食油腻之品。恰当多吃蔬菜水果，是非常重要的。

C、不宜乱用补药。中医讲只要虚证才能够运用补药。精液不液化往往需求辨证，需求具有必定的中医专业知识，乱用中药往往会添乱的。

D、恰当弥补锌、镁等微量元素。

E、要注意改进本身的日子方式，养成健康的日子习惯。比方日子规则、防止熬夜，多参加锻炼，放松心态，少去桑拿房及蒸气浴。

“精液不液化”是常见的引起男性不育的原因之一，期望广阔男性朋友引起注重。一旦发现有此现象，中医摄生刘药师提示我们不要严重，放松心态，找到原因，正确医治。

（本文部分图片来源于网络）