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本文作者: 李雨晨 | 2019-07-08 18:44 | 專題:CCF-GAIR 2019 |
7月12日-14日,由中國計算機學(xué)會(CCF)主辦,雷鋒網(wǎng)、香港中文大學(xué)(深圳)承辦,深圳市人工智能與機器人研究院協(xié)辦的全球人工智能與機器人峰會(CCF-GAIR) 將在深圳盛大開幕。
這已經(jīng)是CCF-GAIR舉辦的第四個年頭。
值得一提的是,去年的【計算機視覺專場】專注于安防與醫(yī)療兩個熱門領(lǐng)域,收獲了超高人氣。CCF-GAIR 2019峰會期間,雷鋒網(wǎng)將開設(shè)單獨的AI醫(yī)療專場,延續(xù)去年的高水準,為觀眾提供最新的技術(shù)認知和商業(yè)方法論。
為此,我們對CCF-GAIR 2018峰會上大咖的精彩觀點進行精心摘錄,幫助讀者進行一次回顧與溫習(xí)。
田捷教授是中國科學(xué)院自動化所研究員、分子影像重點實驗室主任。
田捷教授認為,未來的影像中心就像飛機駕駛艙一樣,是各種各樣信息的綜合體;而未來的醫(yī)生則相當于飛行員,要處理各種各樣的信息。
醫(yī)學(xué)角色的多樣化,也對醫(yī)生提出了更多的要求。他說到,未來的影像科醫(yī)生,不僅僅要會看片子,還要從影像大數(shù)據(jù)中挖掘大量的潛在知識,學(xué)會利用人工智能技術(shù),站在科技潮流的前端,不是懼怕新興的人工智能技術(shù),而是利用它,使用它,成為新時代下的影像信息學(xué)專家。
在演講中,他提到了影像組學(xué)的特征提取。在特征選擇上,計算機選擇的特征和人眼識別的特征形成了互補關(guān)系。如果能用計算機提取高維特征,包括毛刺、分葉等信息,再融合年齡、性別、家族史等信息,肯定是1+N>N,就能實現(xiàn)人機交互、計算機和人協(xié)同工作,從而使得醫(yī)學(xué)更為精準。
他表示,選擇特征的時候切記要多多益善,特別是把這些高維特征提取得越多越好。還有一個非常重要的點,為什么現(xiàn)在影像組學(xué)、人工智能熱?就是這些高維特征含有基因蛋白這些微觀信息,在這些宏觀的影像上的體現(xiàn),只不過過去人眼提取不了,但現(xiàn)在計算機提取這些信息來進行系統(tǒng)加工,使得預(yù)測更加精準。
提取特征之后,還有一項非常重要的工作是降維。田捷教授列舉了四類主要特征降維方法:稀疏選擇、空間映射、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遞歸排除。
田捷教授說,自己經(jīng)常會跑到美國臨床腫瘤學(xué)會、美國腫瘤學(xué)會的會議上,要到臨床醫(yī)生那里,讓他們“折磨”,找出他們能接受的臨床效果和臨床意義,這時候模型才真正起作用,“我們老在計算機視覺會議上談我的方法和參數(shù)好,我覺得意義不大,當然能寫文章,只是把紙變成錢。”
沈定剛教授是美國北卡羅來納大學(xué)教堂山分校終生教授、杰出教授,IEEE會士、AIMBE會士以及IAPR會士。
沈定剛教授率領(lǐng)著一個學(xué)術(shù)能力強大的團隊,實力在智能醫(yī)療領(lǐng)域處于國際引領(lǐng)水平。去年,他的團隊有20篇論文被醫(yī)學(xué)影像AI的頂級會議MICCAI錄取,其中12篇被大會提前錄用。論文的研究方向主要是:圖像成像、圖像配準、老年癡呆癥和兒童自閉癥的診斷。
從成像方面入手,沈教授研究了如何利用AI技術(shù),實現(xiàn)低成本、快速和高質(zhì)量的成像,以此發(fā)表了4篇MICCAI論文?!耙环矫媸菓?yīng)用AI技術(shù),將質(zhì)量較差的影像變成質(zhì)量更好的影像;第二個方面是在具體應(yīng)用過程中,將病人采集過程中丟失的圖像補回來;第三個方面就是快速成像,因為有些模態(tài)圖像掃描慢、噪聲很大,AI技術(shù)可以將需要幾分鐘掃完的圖像在幾十秒內(nèi)完成,這將很好提升患者體驗?!?/p>
在圖像配準方面,沈教授的團隊研究通過無監(jiān)督深度學(xué)習(xí)方法來進行圖像配準。在做醫(yī)學(xué)圖像分析時,經(jīng)常要將同一患者幾幅圖像放在一起分析,從而得到該患者多方面綜合信息,提高醫(yī)學(xué)診斷和治療的水平。對幾幅不同的圖像作定量分析,首先要解決的就是幾幅圖像的嚴格對齊問題。他坦言,圖像配準實現(xiàn)起來難度也很大,遠遠超過圖像的分割、診斷。
此外,圍繞關(guān)于老年癡呆癥診斷、兒童腦發(fā)育和自閉癥診斷的成果,沈教授都已經(jīng)進行了分享。
沈定剛教授認為,“大家都在講人工智能,幫助醫(yī)生診斷,這樣的人工智能(Artificial Intelligence AI)其實是輔助智能(Assisted Intelligence AI)?!?/p>
他對AI的應(yīng)用提出了很多中肯的建議。他說,所謂的AI或者深度學(xué)習(xí),只是解決問題的一種方法,方法必須為解決問題服務(wù)。他也時常告誡自己的學(xué)生:這個行業(yè)里的研究者,不能光知道深度學(xué)習(xí),很多幾十年累積起來的經(jīng)典方法都必須要懂。因為一個方法不可能解決所有的問題,每種方法總有它的局限性。同時,在思路上應(yīng)該是通過問題找方法,而不是用方法來找問題。
2017年10月,沈教授擔任了聯(lián)影智能聯(lián)席CEO。他表示,人工智能技術(shù)如果只應(yīng)用在后面的診斷,而不跟影像設(shè)備結(jié)合起來,總體效果不一定好。創(chuàng)業(yè)者要做的是全鏈條、全棧式的影像人工智能,也就是用人工智能優(yōu)化從成像到影像的篩選,再到后面的跟蹤、診斷、治療和預(yù)后這樣一個完整的流程,從而達到最佳診斷效果。
張益肇是微軟亞洲研究院副院長。27年前蓋茨建立微軟研究院,其目的之一就是希望讓計算機能聽、會看、能理解人類,推動計算機領(lǐng)域內(nèi)所有分支技術(shù)的發(fā)展,包括計算機視覺、機器學(xué)習(xí)、語音識別等技術(shù)的落地,并以此為微軟未來發(fā)展提供思路和方向。
作為微軟亞洲研究院建立時的第一批人員,張益肇博士早些年從MIT畢業(yè),1999年加入該研究院,從主管研究員一直到副院長。
張益肇分享了一個數(shù)據(jù):假如未來超過一半的人壽命超過100歲,對社會醫(yī)療系統(tǒng)將是非常大的挑戰(zhàn)?,F(xiàn)在人口老齡化已經(jīng)非常嚴重,通常來說,人的年紀越大醫(yī)療成本就越高。假如超過一半人活過100歲,而我們又沒有更好的醫(yī)療方法,將給社會帶來很大的成本。
而解決這個問題就一定要靠技術(shù)。如果沒有新的技術(shù),就無法給大家提供好的醫(yī)療條件,讓大家健康快樂地活到100歲。
以病理切片的解讀為例。張益肇表示,中國每10萬人口中只有不到兩位病理醫(yī)生,美國每10萬人中有超過50位病理醫(yī)生,日本每10萬人中也有超過10位病理醫(yī)生。也就是說,中國的病理醫(yī)生非常缺乏。我們再看病理醫(yī)生要做哪些工作:假如一個人不幸患了肺腫瘤,病理醫(yī)生要把他的切片切成二三十片,然后仔細觀察其中哪一類是病變的,是什么樣的病變,A、B、C類型病變的百分比各是多少。這個工作很耗時間,另外,訓(xùn)練這樣的專業(yè)人才也很困難。
人工智能是緩解這類問題的一個重要手段。但是,訓(xùn)練人工智能模型需要標注大量的數(shù)據(jù),能夠標注醫(yī)療影像數(shù)據(jù)的專家又非常稀缺,時間成本也很高。為此微軟亞洲研究院嘗試用弱監(jiān)督學(xué)習(xí)的方法,提高可被使用的數(shù)據(jù)量。
面對一個病理切片,通常有三個目標——分類、切割或聚類。病理圖片通常很大,一張病理圖片可以達到5萬X5萬像素,甚至更大。他分享了三種訓(xùn)練模型的方法:一是沒有標簽的訓(xùn)練,這對病理圖片來說很難;二是弱標簽訓(xùn)練,即利用相對簡單的標簽學(xué)習(xí);三是帶詳細標簽的訓(xùn)練。
張益肇表示,希望通過弱監(jiān)督學(xué)習(xí)的方法提高可被使用的數(shù)據(jù)量,充分發(fā)揮機器學(xué)習(xí)的能力,構(gòu)建更復(fù)雜和精確的模型。
飛利浦在AI方面的投入相當大,據(jù)飛利浦中國副總裁王熙介紹,飛利浦一年大概有250多個項目是和大數(shù)據(jù)、人工智能在醫(yī)療影像方面的研究相關(guān)。同時他也表示,科研型項目的的核心也是為了開發(fā)出技術(shù),最終做出產(chǎn)品。
王熙表示,飛利浦AI方面的應(yīng)用會遇到了很多難點,而飛利浦不是簡單地利用相關(guān)技術(shù)處理醫(yī)療的圖像,而是真正深刻地理解臨床的應(yīng)用場景,怎么跟臨床的路徑(治療、診斷)進行深刻的結(jié)合。沒有交叉學(xué)科知識的互動,很難有真正深刻的理解。
除此之外,CT、核磁,還有一些可穿戴設(shè)備產(chǎn)生各種多模態(tài)的數(shù)據(jù),怎么利用這些額外增加的數(shù)據(jù),通過多模態(tài)的方式帶來更精準的治療或者診斷,這是相當復(fù)雜的一件事。
還有一些非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù),現(xiàn)在對于腫瘤患者的治療,一方面它的信息分散在不同的科室,有核磁、CT、病理分析等,如何把這些數(shù)據(jù)有效地整合到一起,并且展示給醫(yī)生最核心、最相關(guān)的數(shù)據(jù),甚至還有一個時間軸的概念。因為在不同的時間軸上,這些病變本身都是不一樣的,這一系列非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)經(jīng)過了收集、處理,其中包括了一些大數(shù)據(jù)的分析,也包括了一些其它應(yīng)用技術(shù)的拓展,怎么能夠把它真正地結(jié)合臨床,是相當有難度的。
王熙解釋了飛利浦在醫(yī)療的數(shù)據(jù)化轉(zhuǎn)型思路:首先是通過數(shù)據(jù)的驅(qū)動,讓數(shù)據(jù)更有價值。另外,通過深度的學(xué)習(xí),消除醫(yī)生的盲點,篩選與分析同步進行,提高醫(yī)學(xué)影像分析與診斷的效率和準確率,讓他們進一步專注在需要關(guān)注的點上。飛利浦在全球的核心研究院都會在這些領(lǐng)域做一些深入的探討,比如說自然語言的處理、深度學(xué)習(xí)和大數(shù)據(jù)分析。
他還提到了四維模型。王熙認為,現(xiàn)在光講3D在很多應(yīng)用場景里面還是不夠的,飛利浦也有一個平臺,針對CT、MRI、內(nèi)窺鏡、IGT等多模態(tài)的圖像,都有相應(yīng)的三維甚至四維的處理。臨床數(shù)據(jù)能帶來很多好處,提升效率,適應(yīng)實際的環(huán)境等等,但是都需要扎根于真正臨床的環(huán)境當中。
溫故而知新。以上,只是四位技術(shù)與商業(yè)大咖的觀點掠影。
今年7月14日下午,雷鋒網(wǎng)AI掘金志仍將把目光聚焦在AI醫(yī)療,匯集最具代表性的理論、技術(shù)派大牛與頂級商業(yè)化領(lǐng)袖,為觀眾提供極具價值的AI醫(yī)療前沿方法與觀點。
目前,以下嘉賓已確認出席,演講議題不日揭曉。
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