AI在咳嗽中檢出癌症，不信？世衛組織正全球推廣

中國的AI技術，登上聯合國了！

AI for Good高峰會是聯合國在AI領域的旗艦峰會，今年，聯合國秘書長古特雷斯、「深度學習三巨頭」之一的Hinton，以及OpenAI CEO奧特曼等都來參加了。

這樣一場盛會中，一位華裔女性病患吹奏口琴的影片吸引了全場的注意，她是全球首位AI胰臟癌早篩技術的受益者。

而分享者是阿里達摩院醫療AI團隊負責人、IEEE Fellow呂樂博士，該團隊聯合多名中國腫瘤醫師提出的AI多癌篩檢技術，已獲得國際性的讚譽。國際頂刊《自然·醫學》專門刊發評論“開啟癌症篩檢的黃金時代”，史丹佛大學《2024年AI指數報告》將其列為全球AI亮點研究，這也唯一來自中國的工作。

在AI for Good高峰會現場，世衛組織（WHO）數位健康合作中心宣布與達摩院合作，向全球推廣這項中國AI技術，以惠及更多發展中國家。

AI在咳嗽病人中找出了胰臟癌

這名女性患者來自於江蘇啟東，2023年4月，她因咳嗽在上海一家三甲醫院呼吸科門診開了一個胸部平掃CT檢查，當時的診斷報告是「未見明顯異常，胰腺纖體尾部周圍少許炎症可能」。

咳嗽很快就停了，她也未太在意。

但不久後，她突然接到醫生的隨訪電話：“你要重視一下，最好要做一個上腹部的增強CT。”

原因是她的CT影像被納入達摩院牽頭的「平掃CT+AI」癌症早篩項目，在2萬多例真實病例的回顧性試驗中，她被AI識別為疑似早期胰腺癌。

她隨後回到醫院做了胰臟MR平掃+增強CT檢查，結果顯示，AI的判斷是對的：胰尾部有腫塊，增強後可見輕度強化，大小約25×31mm。

檢查結果落定，醫院為她安排了根治性的胰尾切除手術。手術後僅五天，她就順利出院。現在手術已過去一年多，黃女士身體健康，沒有復發或轉移。

主治醫師介紹說，醫院常用的平掃CT影像對比度低，如果沒有AI識別，很難從平掃CT發現早期胰臟癌。

胰臟癌是全球存活率最低的惡性腫瘤之一，主要是因為發現就是晚期，早期發現太難，目前臨床指引缺乏有效早篩手段。

從被質疑登上聯合國

癌症是全球最重要的公共衛生議題之一。 WHO的研究數據顯示，有三分之一的癌症可透過早發現、早期診斷、早期治療來治癒。

但問題在於，對大規模無症狀族群進行癌症篩檢並非易事。

以歐美的主流研究方向之一的「滴血驗癌」為例，這種透過捕捉血液中腫瘤組織ctDNA碎片的篩檢方法，存在捕獲能力差、檢出率低、個體化差異導致泛化性能差、價格過高等種種問題。

面對這樣的挑戰，達摩院專注於AI醫療方向的研究人員們率先想到，可以利用AI技術，將大量用於各類門診、體檢場景的普通CT平掃利用起來，快速識別病灶，實現癌症早篩。

於是，聯合全球十多家醫院，達摩院基於此設想構建出了胰腺癌檢測模型PANDA：利用深度學習技術觀察低對比度平掃CT影像中微小的密度差異，繼而有效檢測出癌症病灶。

該論文發表在《自然·醫學》上，引起了廣泛關注，論文訪問量高達6.4萬。因為此模型效果驚人，在2萬多真實病例的回顧性試驗中發現了31例臨床漏診病變，其中2例早期胰臟癌患者已被治癒。

論文提到，PANDA在胰臟癌早期、小病灶的檢測上，準確度超過了人類放射科醫師。在多中心驗證中，PANDA的病變檢測AUC為0.986-0.996，相較於放射科醫師的平均表現，敏感度高出34.1%，特異性高出6.3%。

另外，在對其他癌症病灶的辨識上，PANDA也展現出了可泛化性。

這樣的數據意味著，PANDA首次證實了在平掃CT上使用AI進行胰臟癌篩檢的可行性，並達到了先前認為可能達不到的高性能，是一種極具潛力的大規模癌症篩查新工具。

但這樣的創新並非一開始就被廣泛接受。

不要說推廣，連論文的發表都很困難，從Received到Accepted花費長達8個月，曾遭遇審稿人的58連問，包括全球頂尖胰臟癌專家、德國教授Jörg Kleeff。

還有一位荷蘭醫學專家也當面對呂樂提出了質疑：他的團隊在該領域已深耕35年，也無法達到PANDA給出的研究成果，因此對這項技術表示懷疑。

呂樂團隊為此在阿里雲的法蘭克福節點上創建了一個demo，讓海外專家們能夠使用自己的數據來實際檢驗這套人工智慧癌症篩檢系統，消除疑慮。

最终，Jörg Kleeff教授被论文及其补充材料所折服：“结果相当出色，可能会显著改变我们对于胰腺癌筛查的方法”，向《自然·医学》编辑部强烈建议论文发表。他还为《自然·医学》撰写评论文章《基于医疗影像AI的癌症筛查即将进入黄金时代》。

從胰臟癌到多癌早篩從實驗到落地

研發出PANDA模型後，達摩院沒有停下，反而加快了腳步，從胰臟癌早篩往多種癌症邁進。

他們正在聯合全球多家頂尖醫療機構，探索透過一次平掃CT就查出多種癌症（胰臟癌、食道癌、肝癌、肺癌、大腸癌、胃癌、乳癌、淋巴異常）或慢性疾病（心血管疾病、主動脈症候群、骨質疏鬆、脂肪肝等）的醫療AI產品。

這些研究正在加速落地，在國內，依托阿里巴巴醫療AI多癌早篩公益項目，達摩院AI率先在麗水市中心醫院和景寧縣人民醫院落地部署，透過「平掃CT+AI」方式輔助醫生進行多種疾病的篩檢和診斷。

在國外，加勒比海國家安提瓜和巴布達主動向達摩院拋來橄欖枝，在該國總理的見證下，該國衛生部與達摩院正式簽約。

這次，世衛組織WHO更是「盯上」了這項技術，將在通路、市場、落地、技術、標準等方面強化與達摩院的合作，讓更多醫療資源不均衡的開發中國家和地區共享這項前沿成果，全球合力抗癌。

為什麼能從備受質疑跨越到國際追捧？其中的一大關鍵是達摩院AI多癌早篩技術僅僅停留在理論上，還具有很強的可實踐性。

IEEE Fellow、約翰霍普金斯大學教授Alan Yuille就評估這項研究表示：

目前的醫療AI系統普遍在訓練樣本平衡下表現出色，但是應用到真實環境往往會有域差距（Domain Group），PANDA在真實世界的驗證和迭代的模式讓其保持非常高的特異性，展現了魯棒的性能。

科技的普惠性也是一大原因。根據測算，平常要篩檢七大主流癌症，一系列如胃腸鏡、增強CT、超音波的傳統檢查累積下來，成本至少需要3000元。而基於平掃CT+AI的一掃多查，成本僅約200元，在有效提高早期癌症檢出率的同時，也不會給患者帶來額外的經濟負擔和身體負擔。

“用AI解決真實臨床需求”

事實上，達摩院進行AI+醫療研究的時間很早。

新冠疫情初期，達摩院緊急研發出CT影像新冠肺炎AI輔助診斷系統，應用於國內600多家醫院，分析個案超過80萬，獲評全國科技抗疫先進集體。

這與達摩院的創立初衷有關。馬雲曾說過，達摩院要成為一個面向未來、以科技解決重大社會問題的企業研究機構。

身為達摩院醫療AI團隊負責人，IEEE Fellow呂樂對於科技的第一性原則也很明確：

AI應該可以解決那些尚未解決、而病人又真切需要的臨床需求。我們需要在病人性命有關的臨床問題上，做出不可或缺的貢獻。

目前，達摩院醫療AI團隊專注於以醫學影像AI為核心的精準癌症治療全流程，研發了包括規模篩檢、精準診斷、預後治療、反應評估在內的全流程癌症診療技術，陸續在胰腺癌症、食道癌、肺癌、乳癌、肝癌、胃癌、大腸直腸癌等高發生癌症的識別、篩檢上取得了分期進展，研究先後登上《自然·通訊》《自然·醫學》等期刊及CVPR 、MICCAI、IPMI等AI頂會，包括：

2022年10月，基於深度學習，對頭頸癌症42個危機器官進行高效、精準勾劃，可有效減少放射治療併發症，相關論文登上《自然·通訊》，也被評為中國醫學人工智慧代表性算法。

2023年6月，針對視覺領域的OOD（分佈外檢測）難題，達摩院提出了全新的醫學圖像語義分割框架，能夠讓AI更準確地識別腫瘤中的疑難罕見案例，並在胰腺腫瘤和肝臟腫瘤上獲得驗證，經電腦視覺國際頂會CVPR 2023評為Highlight論文。

2023年8月，發布多癌症影像分析通用模式CancerUniT，借助增強CT，可輔助診斷八種主流癌症，該模型論文成果被電腦視覺頂會ICCV 2023收錄。

同月，發布第一個可以分割全身143個器官的連續深度學習框架，成果被ICCV 2023收錄。

……

達摩院也和浙大一院、復旦腫瘤醫院、盛京醫院等多家大型三甲醫院建立了深厚的臨床科研合作關係，其醫療AI產品已成功對接落地30+家醫療影像合作夥伴，累計落地醫療機構數達1,000+家，為全球600+萬人次提供多癌早期篩選服務。

AI席捲全球，世界正因此改變。

對大眾而言，更重要的或許是，這些AI技術創新，開始對一般人的生活產生真實的、正面的影響。

AI for Good，AI for All，這正是科技發展的價值。

而這一次，如達摩院這樣的中國科研力量沒有缺席，並且不斷憑藉成果吸引世界的矚目。

參考連結：https://www.nature.com/articles/s41591-023-02640-w。