近日，ISICDM 2018胰腺CT圖像分割挑戰(zhàn)賽獲獎團隊名單公布，來自中山大學(xué)計算醫(yī)學(xué)成像實驗室的蔡官熊、劉守亮、李悅、江杰和郭劍鋒共五位同學(xué)在所有隊伍中排名第一，榮獲“一等獎”。

歷時一月，完美收官

ISICDM 2018胰腺CT分割挑戰(zhàn)賽由ISICDM 2018會議組委會聯(lián)合陸軍軍醫(yī)大學(xué)數(shù)字醫(yī)學(xué)研究所和陸軍軍醫(yī)大學(xué)西南醫(yī)院聯(lián)合主辦，旨在通過挑戰(zhàn)賽的形式為數(shù)字醫(yī)學(xué)產(chǎn)學(xué)研界提供技術(shù)交流和展示的平臺。

本次大賽于9月20號開始報名，內(nèi)容分為初賽和決賽，初賽又分為兩個階段，初賽第一階段于10月7日到10月9日進行，共計24小時，初賽第二輪于10月14日上午舉行，共計4小時，決賽于10月14日晚舉行。

此次挑戰(zhàn)賽共有40多個團隊報名參加。在初賽的第一和第二階段，參賽選手們根據(jù)大會公開的第一批和第二批測試數(shù)據(jù)分別提交了分割結(jié)果，一共有22個團隊提交了初賽第一輪和第二輪的分割結(jié)果。

隨后，兩輪初賽的定量評價（基于 Dice 值）排名前 10 名的團隊進入了10月14日晚的現(xiàn)場決賽。

決賽之夜現(xiàn)場

當(dāng)晚的現(xiàn)場決賽是本次挑戰(zhàn)賽的一大特色，具有很強的實戰(zhàn)性。挑戰(zhàn)賽組織者現(xiàn)場發(fā)放臨床數(shù)據(jù)，10個決賽團隊輪流上臺展示，在臺上用自備的電腦當(dāng)場測試各自的軟件，并通過投影展示軟件的完整操作過程，一層一層的顯示分割結(jié)果，以便評委和觀眾能夠仔細觀察。

醫(yī)生評委現(xiàn)場點評，從左到右依次為王霄英教授，佟丹教授和陸菁菁教授

最后，挑戰(zhàn)賽的3位算法評委和3位影像科醫(yī)生評委綜合考慮了初賽第一輪和初賽第二輪的定量評估排名和現(xiàn)場決賽6位評委的主觀評估排名之后，評出了一等獎1名，二等獎2名， 三等獎3名，名單如下：

一等獎：李悅團隊 （中山大學(xué)）

二等獎：唐曉穎團隊 （南方科技大學(xué)） 

             陳宇飛團隊 （同濟大學(xué)） 

三等獎：陳榮臻團隊 （廈門大學(xué)） 

             余偉團隊（重慶圖矩科技有限公司，重慶大學(xué)） 

             王一達團隊 （華東師范大學(xué)）

真刀真槍，兼具專業(yè)和實戰(zhàn)

本次胰腺分割挑戰(zhàn)賽兼具專業(yè)性和實戰(zhàn)性。

專業(yè)性不僅體現(xiàn)在參賽選手的教育背景和專業(yè)水準(zhǔn)上（決賽隊伍均來自浙江大學(xué)、上海交通大學(xué)、廈門大學(xué)、同濟大學(xué)等中國一流高校），也體現(xiàn)在算法和醫(yī)生評委上。決賽算法評委包括了電子科技大學(xué)的李純明教授，美國杜蘭大學(xué)的王玉平教授和平安科技美東研究院的呂樂博士。來自北京大學(xué)第一醫(yī)院的王霄英教授，北京協(xié)和醫(yī)院的陸菁菁教授和吉林大學(xué)第一醫(yī)院的佟丹教授則組成了強大的醫(yī)生評委陣容。

其中，挑戰(zhàn)賽的組織者李純明教授是一位在圖像分割領(lǐng)域很有建樹的專家，他提出過多個有國際影響力的圖像分割模型與算法，被國內(nèi)外許多科研和工程技術(shù)人員應(yīng)用或作為進一步研究的基礎(chǔ)框架。他以第一作者身份發(fā)表了多篇單篇引用率超過1000次的研究論文，其中兩篇獲得2013年和2015年IEEE信號處理學(xué)會最佳論文獎。他指導(dǎo)學(xué)生開發(fā)的兩個基于水平集的分割算法在MICCAI(醫(yī)學(xué)圖像分析領(lǐng)域的頂級國際會議)的分割挑戰(zhàn)賽上獲得心臟磁共振圖像左心室分割項目的第一名和磁共振圖像大腦感興趣區(qū)域分割項目的第二名。

因此，李純明教授對標(biāo)準(zhǔn)的圖像分割挑戰(zhàn)賽的規(guī)則十分熟悉，也了解其中的優(yōu)劣之處，這也促成了此次挑戰(zhàn)賽在賽程和規(guī)則上的改良，加強了比賽的專業(yè)性和實戰(zhàn)性。

在實戰(zhàn)性上，參賽隊伍使用的20例訓(xùn)練數(shù)據(jù)和16例測試數(shù)據(jù)均來自陸軍軍醫(yī)大學(xué)西南醫(yī)院的真實臨床數(shù)據(jù)，每一例都包含層厚為2mm和5mm的兩個增強靜脈期三維CT圖像；并且大賽不允許反復(fù)提交分割結(jié)果，避免了傳統(tǒng)分割挑戰(zhàn)賽中參賽者通過反復(fù)提交結(jié)果刷分數(shù)的弊端；初賽和決賽環(huán)節(jié)的每場比賽時間越來越短，也越來越逼近真實臨床環(huán)境；在現(xiàn)場決賽環(huán)節(jié)，兩輪初賽總成績前十名的團隊到場，自備電腦連接會場的大屏幕，評委和觀眾在臺下實時觀看參賽代表的軟件操作過程，真實可信。

緊張備戰(zhàn)的決賽選手

其中，從第一輪初賽10月7日發(fā)放數(shù)據(jù)到9日提交分割結(jié)果，共計24小時。而第二輪初賽在會議現(xiàn)場發(fā)放數(shù)據(jù)到提交結(jié)果，整個處理過程僅4小時。顯然，第二輪初賽比第一輪在更加緊張，在一定程度上排除了分割后的手工后處理的可能性。因此，初賽的定量評價主要參考了第二輪的分割結(jié)果。此外，還可以通過對比各團隊的兩次初賽的結(jié)果的變化，把第二輪初賽結(jié)果明顯不如第一輪初賽的團隊淘汰出前三名。

奪冠回顧，展望未來

大賽獲獎名單公布以后，雷鋒網(wǎng)第一時間采訪了來自中山大學(xué)計算醫(yī)學(xué)成像實驗室的冠軍團隊。

據(jù)了解，中山大學(xué)團隊在比賽前期就做了比較詳細的分工，隊伍里的五位同學(xué)各司其職：兩位同學(xué)主導(dǎo)分割后的處理設(shè)計，其他三位同學(xué)分別負責(zé)主體分割算法的構(gòu)建，現(xiàn)有算法的復(fù)現(xiàn)和對比，以及算法的數(shù)學(xué)改進。

“明確的分工讓我們效率高了很多。”中山大學(xué)團隊向雷鋒網(wǎng)分享到。

決賽現(xiàn)場的中山大學(xué)團隊

在比賽中，大部分團隊使用的都是U-Net網(wǎng)絡(luò)，而中山大學(xué)團隊的優(yōu)勢就在于他們負責(zé)算法的同學(xué)訓(xùn)練U-Net時，對輸出做了一個比較有創(chuàng)新性的約束，使得結(jié)果更加接近于醫(yī)生看圖時勾畫的金標(biāo)準(zhǔn)，進一步提高了算法性能。

“現(xiàn)場很多隊伍都令我們印象深刻，比如同濟大學(xué)陳宇飛老師帶領(lǐng)的團隊，現(xiàn)場展示過程中，他們的算法思路非常清晰，可視化界面也做得非常好；廈門大學(xué)的陳榮臻團隊在現(xiàn)場數(shù)據(jù)展示中，分工合作很合理，效率高，結(jié)果處理得也非常好?！敝猩酱髮W(xué)團隊也稱贊了其他隊伍身上值得學(xué)習(xí)的地方。

最后，談及本次大賽，中山大學(xué)團隊列舉了很多亮點：（1）評委組成合理?，F(xiàn)場既有來自北京大學(xué)、吉林大學(xué)的資深醫(yī)生評委從臨床角度對結(jié)果進行評價，還有專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的算法評委對算法進行評估，又有企業(yè)代表從產(chǎn)業(yè)界的角度對成果進行指導(dǎo)，評估角度廣，包括了算法合理性、運行時間、操作難以程度和自動化程度等。（2）最終名次的評估也比較合理。既有初賽的兩次量化結(jié)果，又有決賽現(xiàn)場的主觀打分，進行適當(dāng)加權(quán)；（3）賽后會務(wù)組跟進嚴(yán)謹。因為需使用量化的評價指標(biāo)Dice，賽后會務(wù)組把各個隊伍的各自排名和計算量化指標(biāo)的都進行了公開，可以方便參賽團隊驗證排名的準(zhǔn)確性。

相比于影響力更大更成熟的國際性人工智能賽事，比如醫(yī)療影像大賽LUNA、機器學(xué)習(xí)比賽Kaggle和天池醫(yī)療AI大賽，ISICDM雖然是第一次舉辦胰腺CT圖像分割挑戰(zhàn)賽，規(guī)模較小，但專業(yè)性和實戰(zhàn)性兼?zhèn)洌矠槊髂甑奶魬?zhàn)賽提供了寶貴的經(jīng)驗。

談到胰腺分割挑戰(zhàn)賽的舉辦初衷，本次ISICDM會議的發(fā)起人和程序主席電子科技大學(xué)李純明教授表示：“首先，挑戰(zhàn)賽可以給產(chǎn)學(xué)研界提供一個技術(shù)展示的平臺，讓算法研究的學(xué)術(shù)同行和醫(yī)生和企業(yè)人員了解參賽者的技術(shù)性能。其次，它可以讓算法開發(fā)者有機會利用醫(yī)院提供的臨床數(shù)據(jù)‘真刀真槍’的測試算法的性能，并一比高低。最主要的是，我希望能在挑戰(zhàn)賽形式上進行一些革新，目的是消除傳統(tǒng)分割算法挑戰(zhàn)賽的一些弊端，力圖讓參賽選手在更公平和更實戰(zhàn)的環(huán)境下進行比賽，展現(xiàn)各自真實的水平?！?/p>

可以看到，本次大賽很好的詮釋了李純明教授的初心，展望明年的ISICDM分割挑戰(zhàn)賽，李純明教授也表達了自己的期望：“希望明年的大會能加大宣傳力度，讓更多的人參與進來，還要增加決賽數(shù)據(jù)量，讓比賽結(jié)果更準(zhǔn)確更全面的體現(xiàn)分割算法的性能。”

據(jù)雷鋒網(wǎng)了解，2019年的ISICDM挑戰(zhàn)賽會在今年的基礎(chǔ)上做出多項改進，包括：1. 舉辦多個項目挑戰(zhàn)賽，除了分割比賽，還會增加檢測和識別比賽；2. 加大數(shù)據(jù)量，增加不同模態(tài)(CT，MRI，超聲，等等)，不同部位和疾病的臨床數(shù)據(jù)；3. 增設(shè)多項全能分割挑戰(zhàn)賽，讓醫(yī)生提供不同模態(tài)、不同部位和病灶的數(shù)據(jù)，讓參賽者現(xiàn)場對不類型的數(shù)據(jù)進行分割；4.鼓勵算法創(chuàng)新，在挑戰(zhàn)賽最終排名上會把缺乏創(chuàng)新的團隊淘汰出前三名。

同時，2019年的ISICDM分割挑戰(zhàn)賽將繼續(xù)保持今年挑戰(zhàn)賽的優(yōu)點和特色，邀請更多算法專家和醫(yī)生參與挑戰(zhàn)賽的數(shù)據(jù)收集和手工標(biāo)注，制定賽程和規(guī)則，以及擔(dān)任挑戰(zhàn)賽評委。目前，已經(jīng)有北京協(xié)和醫(yī)院等國內(nèi)頂尖醫(yī)院的放射科和其它科室的醫(yī)生表示愿意根據(jù)他們的臨床需求，挑選收集相應(yīng)的臨床數(shù)據(jù)用于明年ISICDM挑戰(zhàn)賽，并參與挑戰(zhàn)賽組織與評委工作，隨著更多專家學(xué)者的加入，相信明年的ISICDM挑戰(zhàn)賽將會更加精彩，并促進相關(guān)技術(shù)的研發(fā)與落地。

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