（1）項(xiàng)目背景

近年來，乳腺癌、宮頸癌已經(jīng)成為危害女性健康的兩大殺手，且呈年輕化趨勢。目前，乳腺癌發(fā)病率最高，已成為上升幅度最快、危害女性健康的惡性腫瘤之一，宮頸癌的發(fā)病率僅次于乳腺癌。但是，相對肺癌、胃癌等更兇險(xiǎn)的癌癥，“兩癌”更易防治、治愈。早期“兩癌”的五年相對生存率均可達(dá)90%以上，但發(fā)現(xiàn)越晚，生存希望就越低。乳腺鉬靶和陰道鏡檢查是乳腺癌和宮頸癌的主要篩查手段。乳腺癌鉬靶篩查主要依賴醫(yī)生進(jìn)行判讀，由于個人經(jīng)驗(yàn)差異往往容易導(dǎo)致診斷結(jié)論的不一致性。宮頸癌陰道鏡篩查存在宮頸轉(zhuǎn)化區(qū)的位置類型、宮頸癌前病變與癌定位識別困難，從而無法可靠的制定精準(zhǔn)活檢和治療方案的問題。因此精準(zhǔn)、及時的篩查并采取治療措施顯得至關(guān)重要。

延慶區(qū)自2009年開始“兩癌篩查”工作，10年間篩查的年齡段逐步擴(kuò)大，篩查覆蓋的區(qū)域也越來越廣。每年篩查人數(shù)由最初的9000人，擴(kuò)大到2019計(jì)劃的24000人。但是，負(fù)責(zé)“兩癌篩查”的醫(yī)生人數(shù)卻沒有增加，巨大的工作量容易出現(xiàn)疲勞從而造成漏診。醫(yī)生歷經(jīng)多年的篩查工作，雖然積累了大量篩查經(jīng)驗(yàn)，但是篩查效率及質(zhì)量不升反降。利用人工智能手段來提升“兩癌篩查”的效率及準(zhǔn)確率成為篩查醫(yī)生的迫切需求。因此，延慶區(qū)衛(wèi)生健康委發(fā)起并建設(shè)了“人工智能+兩癌篩查項(xiàng)目”。

（2）建設(shè)內(nèi)容

延慶區(qū)“人工智能+兩癌篩查”項(xiàng)目主要包括兩個子系統(tǒng)，一是宮頸癌早期篩查子系統(tǒng)，二是乳腺癌早期篩查系統(tǒng)。

針對乳腺鉬靶篩查，“人工智能+兩癌篩查”乳腺癌早期篩查系統(tǒng)利用AI進(jìn)行乳腺腫瘤良惡性判別的人工智能系統(tǒng)，能自動檢測乳腺病灶位置，并生成乳腺影像報(bào)告，輔助醫(yī)生診斷。

針對宮頸癌早期篩查，“人工智能+兩癌篩查”宮頸癌早期篩查子系統(tǒng)實(shí)時分析陰道鏡獲取的視頻圖像，可以實(shí)時輔助婦科醫(yī)生快速辨別宮頸病灶定點(diǎn)區(qū)域，從而制定對應(yīng)的活檢與治療方案。

北京市延慶區(qū)人工智能+兩癌篩查項(xiàng)目于2019年2月底上線運(yùn)行。系統(tǒng)落地在延慶區(qū)負(fù)責(zé)“兩癌篩查”的主要醫(yī)療機(jī)構(gòu)延慶區(qū)婦幼保健院，系統(tǒng)采用私有化部署，通過加密、脫敏等安全技術(shù)實(shí)現(xiàn)患者隱私保護(hù)、數(shù)據(jù)保護(hù)。解決婦科醫(yī)師資源不足與能力提升問題，提升了檢查診斷與質(zhì)控管理能力，減少主觀經(jīng)驗(yàn)的影響，提高了兩癌的檢出率。

（1）鉬靶乳腺癌AI識別

1）建設(shè)框架

2）系統(tǒng)流程圖

3）流程

①檢查完成，醫(yī)生工作站發(fā)送：患者、檢查信息（乳腺鉬靶檢查）；

②AI服務(wù)器根據(jù)DICOM協(xié)議獲取PACS系統(tǒng)存儲對應(yīng)的檢查圖像，并產(chǎn)生AI結(jié)果；

③醫(yī)生從PACS進(jìn)入報(bào)告頁面，發(fā)送StudyID給前置服務(wù)器，根據(jù)StudyID彈出該檢查的AI結(jié)果Tip，點(diǎn)擊Tip打開AI詳情。

（2）宮頸癌AI識別

1）建設(shè)框架

2）系統(tǒng)流程圖

3）流程

①開始檢查：發(fā)送：患者、檢查、設(shè)備信息；

②發(fā)送檢查患者信息到工作站（設(shè)備信息匹配）；

③前檢查中：實(shí)時傳輸視頻；

④發(fā)送視頻關(guān)鍵圖像給AI；

⑤AI返回病灶坐標(biāo)和性質(zhì)判斷；

⑥實(shí)時推送AI結(jié)果。

乳腺癌早期篩查子系統(tǒng)經(jīng)過海量數(shù)據(jù)訓(xùn)練，提取出幾百甚至幾千個特征來定義某一病灶。然后通過特殊模型建立算法，將病灶特征進(jìn)行更精準(zhǔn)、更全面的定義。利用深度學(xué)習(xí)技術(shù)分析病人的鉬靶圖片，幫助醫(yī)生實(shí)現(xiàn)兩大功能：找到疑似病灶（包含腫塊灶和鈣化灶）的位置；分析病人患有惡性腫瘤的風(fēng)險(xiǎn)。

宮頸癌早期篩查子系統(tǒng)基于深度學(xué)習(xí)技術(shù)，對上萬張內(nèi)窺鏡分型級數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)分析，打造宮頸癌智能檢測篩查工具，用于宮頸轉(zhuǎn)化區(qū)類型識別。系統(tǒng)利用最先進(jìn)的數(shù)據(jù)獲取和組織手段，集成文本、圖片、三維模型等格式數(shù)據(jù)，建設(shè)面向醫(yī)療行業(yè)應(yīng)用的人工智能標(biāo)準(zhǔn)化基礎(chǔ)資源數(shù)據(jù)庫，通過數(shù)據(jù)標(biāo)注管理平臺，提高數(shù)據(jù)組織的效率和精度。針對面向醫(yī)療行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，利用深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、深度循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、深度對抗神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等最先進(jìn)的機(jī)器學(xué)習(xí)算法，提供自動標(biāo)注、智能分類、資源入庫評測、圖像分類、圖像分割、疾病檢測等智能分析技術(shù)。

中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院腫瘤醫(yī)院喬友林教授表示：“系統(tǒng)不但可以幫助醫(yī)生診斷受檢者有無宮頸癌變，還能利用算法，使宮頸活檢更具目的性，減少不必要的活檢?！?/span>

延慶區(qū)“人工智能+兩癌篩查”系統(tǒng)具有較高的識別率，對乳腺鉬靶的鈣化檢測敏感度高達(dá)99%，腫塊檢測敏感度為90.2%，良惡性判別特異度為96%。對宮頸癌檢測的特異度為91.23%，敏感度為87.18%，準(zhǔn)確度為89.86%。

延慶區(qū)“人工智能+兩癌篩查”系統(tǒng)自2019年2月上線到2021年5月底，已輔助檢查鉬靶10055例，陰道鏡2075例，其實(shí)用性、準(zhǔn)確性、可靠性均得到了有效驗(yàn)證。

（1）效果分析

根據(jù)應(yīng)用情況，系統(tǒng)的應(yīng)用效果可以歸納為以下幾個方面：

一是，解決了人工閱片/查看影像主觀性強(qiáng)、診斷標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一的問題，使得診斷更加客觀、可靠。

二是，大幅度提高人工診斷的速度，降低醫(yī)生的工作量，提高了效率，同時還能防止醫(yī)生疲勞工作帶來的風(fēng)險(xiǎn)。

三是，人工智能判斷比人工閱片/查看影像能更快、更精準(zhǔn)的發(fā)現(xiàn)病灶，防止漏診和誤診，給醫(yī)生診斷加上了一層安全保障。

四是，通過輔助診斷讓年輕醫(yī)生快速的積累診斷經(jīng)驗(yàn)，降低了學(xué)習(xí)成本，從而能有效解決“兩癌篩查”人數(shù)多，醫(yī)生資源不足的情況。

五是，有效降低人工篩查的人力成本和工作量，為進(jìn)一步提升“兩癌篩查”的普及率提供了保證。

（2）實(shí)際案例

2009年3月，“在農(nóng)村婦女中開展婦科疾病定期檢查”這16個字被寫進(jìn)了當(dāng)年溫家寶總理作的政府工作報(bào)告，從此“兩癌篩查”這項(xiàng)關(guān)愛婦女健康的公益工作在各地穩(wěn)步推進(jìn)。全國各地的篩查人數(shù)逐年遞增，這讓負(fù)責(zé)兩癌篩查的各級醫(yī)療機(jī)構(gòu)特別是區(qū)縣級醫(yī)療機(jī)構(gòu)的壓力越來越大?！叭斯ぶ悄?兩癌篩查系統(tǒng)”可以幫助區(qū)縣級婦幼保健院解決缺乏高水平醫(yī)技人員的難題，還可以防止人工閱片/查看影像主觀性強(qiáng)、診斷標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一的問題，同時大幅度提高人工診斷的速度，讓患者在更快的時間內(nèi)獲取到檢查結(jié)果。通過“人工智能+兩癌篩查系統(tǒng)”的支持可以方便醫(yī)生將這兩種危害女性健康的癌癥，盡早地排除出來，做到早診斷、早發(fā)現(xiàn)、早預(yù)防、早治療。因此“人工智能+兩癌篩查系統(tǒng)”值得在開展兩癌篩查的醫(yī)療機(jī)構(gòu)以及開展鉬靶和陰道鏡檢查的醫(yī)療機(jī)構(gòu)推廣，為關(guān)愛婦女健康做出一份貢獻(xiàn)。

（2）存在一定問題但是未來可期

一是，包括“人工智能+兩癌篩查”在內(nèi)的醫(yī)療類AI系統(tǒng)都沒有獲得臨床應(yīng)用批準(zhǔn)，目前在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用主要還是輔助性質(zhì)的，完全應(yīng)用于臨床甚至取代醫(yī)生的相關(guān)工作還有很長的路要走。

二是，AI實(shí)現(xiàn)"智能"的前提是"人工"提供的大數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練，智能的準(zhǔn)度有賴于人工的精度；無論是影像還是病理，AI無法診斷其未被訓(xùn)練的疾病，無法及時應(yīng)變和創(chuàng)新；AI無法取代臨床醫(yī)師在決策中所具有的人文及社會特質(zhì)；AI在乳腺癌、宮頸癌等領(lǐng)域的研究要應(yīng)用于臨床，還有待更多、更大規(guī)模的臨床試驗(yàn)。

三是，2018年4月，教育部發(fā)文設(shè)立人工智能專業(yè)。2019年3月，教育部印發(fā)了《教育部關(guān)于公布2018年度普通高等學(xué)校本科專業(yè)備案和審批結(jié)果的通知》，全國共有35所高校獲首批“人工智能”新專業(yè)建設(shè)資格。人工智能的未來可期。