首页 >人工智能 > 内容

人工智能快速准确地诊断眼部疾病和

人工智能 2021-04-02 15:42:22

加州大学圣地亚哥分校健康与加州大学圣地亚哥分校医学院Shiley眼科研究所的研究人员利用人工智能和机器学习技术,与,德国和德克萨斯州的同事共同开发了一种新的计算工具,可以筛查患有常见但致盲的患者视网膜疾病,可能会加快诊断和治疗的速度。

“人工智能(AI)具有巨大的潜力,通过进行涉及人类专家难以处理的大量数据的分析和分类,并迅速进行分析和分类,就可以彻底改变疾病的诊断和管理,”资深作者Kang Zhang博士,医学博士,教授Shiley眼科研究所的眼科学和加州大学圣地亚哥分校医学院的基因组医学研究所的创始主任。

当前的计算方法费力且昂贵,并且需要使用数百万个图像来训练AI系统。在他们的新论文中,Zhang及其同事使用了基于AI的卷积神经网络来审查光学相干断层扫描所进行的200,000多次眼部扫描,光学相干断层扫描是一种非侵入性技术,能够从视网膜反射光以创建组织的二维和三维表示。

然后,研究人员采用了一种称为转移学习的技术,该技术将解决一个问题所获得的知识存储在计算机中,并应用于不同但相关的问题。例如,经过优化以识别眼睛的离散解剖结构(例如视网膜,角膜或视神经)的AI神经网络可以在检查整只眼睛的图像时更快,更有效地识别和评估它们。这使得AI系统可以使用比传统方法小得多的数据集进行有效学习。

研究人员接下来添加了遮挡测试,其中计算机可以识别每个图像中最令人感兴趣的区域以及得出其结论的基础。张说:“机器学习通常就像一个黑匣子,我们不知道到底发生了什么。” “通过遮挡测试,计算机可以告诉我们它在图像中所处的位置以进行诊断,因此我们可以弄清楚该系统为何获得了结果。这使系统更加透明,并增加了我们对诊断的信任。”

该研究集中于不可逆性失明的两种常见原因:黄斑和糖尿病性黄斑水肿。但是,如果及早发现,这两种情况都是可以治疗的。将机器衍生的诊断结果与五名眼科医生的诊断结果进行了比较,他们回顾了相同的扫描结果。除了进行医学诊断外,AI平台还生成了先前研究中未提及的推荐和治疗建议。

作者指出,通过简单的培训,该机器的性能类似于受过良好训练的眼科医生,并且可以决定是否应在30秒内将患者转诊以达到95%以上的准确率。

张说,这样的速度和准确性将代表医学诊断和治疗方面的重大进步,并指出当前的医疗保健通常很漫长,因为患者是由普通医师转介给专科医生的,既浪费时间和资源,又延误了有效的治疗。张还指出,一种简化且相对便宜的基于AI的工具将在世界上缺少医疗资源(尤其是专家)的地方和地区带来福音。

科学家们的研究并不局限于眼疾。他们还根据胸部X光机的分析结果,对AI工具进行了诊断,以诊断儿童,儿童是全球5岁以下儿童的主要死亡原因。他们发现,该计算机能够区分病毒性和细菌性,其准确率超过90%。病毒性的治疗主要是对症治疗,因为人体会自然地摆脱病毒。细菌性往往对健康构成更严重的威胁,需要立即用抗生素治疗。

张说,研究结果表明,人工智能技术具有许多潜在的应用,包括辨别在扫描中检测到的良性和恶性病变。科学家已经开源发布了他们的数据和工具,以便其他人可以进一步改善,完善和开发其潜力。

张说:“未来将有更多的数据,更多的计算能力和更多使用该系统的人们的经验,从而使我们能够提供最佳的患者护理,同时仍保持成本效益。”

郑重声明:本文版权归原作者所有,转载文章仅为传播更多信息之目的,如作者信息标记有误,请第一时候联系我们修改或删除,多谢。