一位女士連續(xù)十年體檢結(jié)果都顯示正常，卻突然被確診為晚期癌癥。這事兒最近刷屏了——原來體檢報(bào)告上的“一切正常”，有時(shí)候還真不一定能揪出那些潛藏的壞細(xì)胞。

《自然·醫(yī)學(xué)》雜志上近期刊登的一項(xiàng)中國研究發(fā)現(xiàn)：AI可能是個(gè)神助攻！科學(xué)家們訓(xùn)練了一個(gè)AI，只靠普通的平掃CT，居然成功識(shí)別出了早期胃癌！

而且，在此之前，他們?cè)谝认侔┥弦策M(jìn)行了成功的驗(yàn)證。抱著強(qiáng)烈的好奇心，我最近去了阿里達(dá)摩院，與論文一作、AI圖像識(shí)別專家夏英達(dá)博士深度暢聊，看他和團(tuán)隊(duì)如何把AI煉出“火眼金睛”，將日常CT檢查變成癌癥早篩工具，而且，這技術(shù)已經(jīng)在醫(yī)院用上啦！

夏英達(dá)

阿里巴巴達(dá)摩院

醫(yī)療AI實(shí)驗(yàn)室算法工程師

文字內(nèi)容摘自本期播客，完整音頻見文末

特別感謝音頻剪輯伙伴：沒事喵一個(gè)

菠蘿：最開始想到用平掃CT做癌癥篩查是誰的想法？

夏英達(dá)：這個(gè)項(xiàng)目源于我們合作的曹醫(yī)生的經(jīng)歷。這是一個(gè)有點(diǎn)悲傷的故事，他的一位老師五十多歲時(shí)因胰腺癌去世。曹醫(yī)生后來查看老師兩年前的胸部CT平掃片子時(shí)，憑借經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)那時(shí)已有胰腺癌的跡象。

常規(guī)胸部CT平掃主要用于檢查肺部結(jié)節(jié)等問題，但也會(huì)掃到部分胰腺。經(jīng)驗(yàn)豐富的醫(yī)生在知道患者后來得了胰腺癌的前提下，回顧性仔細(xì)查看這些CT片，是有可能發(fā)現(xiàn)早期跡象的。因此，曹醫(yī)生想到，能否利用這些日常體檢中產(chǎn)生、但通常不用來看胰腺的平掃CT數(shù)據(jù)，借助AI早期發(fā)現(xiàn)胰腺癌。

但實(shí)現(xiàn)這個(gè)想法很困難：人眼在平掃CT上識(shí)別早期胰腺病變本身就很難；目前也沒有相關(guān)的臨床規(guī)范；醫(yī)生缺乏這方面的培訓(xùn)；我們也沒有前期研究或經(jīng)驗(yàn)支持。胰腺癌發(fā)病率低，篩查工具精度必須非常高，假陽性太多會(huì)帶來巨大負(fù)擔(dān)，失去篩查意義。所以最初的嘗試完全是偶然的。

但初步結(jié)果意外發(fā)現(xiàn)，AI識(shí)別的準(zhǔn)確率相當(dāng)高，這里面當(dāng)然有運(yùn)氣成分，很多科學(xué)研究的突破，多多少少都有點(diǎn)好運(yùn)加持。

我在博士期間也做了很多一線影像的工作，當(dāng)時(shí)我所在的霍普金斯醫(yī)學(xué)院有一位合作的世界知名放射專家，我們也請(qǐng)教過他的觀點(diǎn)，當(dāng)時(shí)他給出的意見是“Don't think about it”，也就是說平掃CT來看胰腺癌完全不可能，這符合醫(yī)生的普遍認(rèn)知和我們?cè)缙趯?shí)驗(yàn)的觀察——即使在PET-CT上，人眼識(shí)別早期胰腺癌也很困難。

但是嘗試性的成功試驗(yàn)給了我們很大的信心，決定深入研究。從想法到初步實(shí)驗(yàn)很快，只用了幾個(gè)月。但從初步結(jié)果到嚴(yán)謹(jǐn)驗(yàn)證則耗時(shí)很長：需要提升算法精度；醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)收集困難，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)復(fù)雜；整個(gè)詳細(xì)驗(yàn)證過程花了1到2年。完成這些后，我們才將研究投稿。

菠蘿：所以我很好奇，你們給AI喂了多少片子和數(shù)據(jù)，才能有這么高的精度？

夏英達(dá)：其實(shí)是一家一線城市醫(yī)院連續(xù)幾年的數(shù)據(jù)和病。因?yàn)橐认侔┻€是相對(duì)比較罕見的，我們用了大幾千個(gè)腫瘤數(shù)據(jù)，在這個(gè)領(lǐng)域算是數(shù)據(jù)體量比較大的。大部分胰腺癌是沒法手術(shù)的，而我們只用了可以手術(shù)的病例，希望能發(fā)現(xiàn)早期的可手術(shù)的胰腺癌，發(fā)現(xiàn)之后有辦法進(jìn)行處理，如果很晚期的胰腺癌其實(shí)提示意義也不大了。

菠蘿：你們是把可以手術(shù)的胰腺癌患者的平掃CT片子喂給了AI，然后讓它來研究一下有什么特點(diǎn)嗎？

夏英達(dá)：從科普的角度就是這個(gè)意思。但平掃CT其實(shí)分辨率相對(duì)較低。給AI去看它也是一頭霧水，不知道看什么東西。所以要想進(jìn)一步提高精度，就需要一些其他的模型設(shè)計(jì)。

一個(gè)關(guān)鍵的設(shè)計(jì)是利用增強(qiáng)CT。我們收集了配對(duì)的平掃CT和增強(qiáng)CT數(shù)據(jù)，拿到這個(gè)數(shù)據(jù)后，醫(yī)生在知道患者確診胰腺癌的前提下，可以在增強(qiáng)CT上比較準(zhǔn)確地勾畫出胰腺腫瘤的位置、形狀和邊界。然后，我們?cè)俜催^頭來，通過圖像配準(zhǔn)技術(shù)，將增強(qiáng)CT上醫(yī)生標(biāo)注的精確腫瘤信息（位置、形狀等）對(duì)應(yīng)到同一次檢查的平掃CT圖像上。這樣，AI在分析平掃CT時(shí)，就能明確知道需要關(guān)注的目標(biāo)區(qū)域和特征，也就是有了挖掘的目標(biāo)，從而更有效地學(xué)習(xí)到相關(guān)的特征，那它就知道要“看”什么了。

還有一個(gè)很有趣的現(xiàn)象，CT圖像具有很寬的色彩分辨率（例如從-1024到1024或更高），并且是連續(xù)的灰度圖像，這個(gè)是高于人眼的。人眼對(duì)灰度差異的分辨能力有限，但對(duì)于AI而言，處理的是數(shù)字本身，不受這種限制。因此，AI可能比人眼更能捕捉到平掃CT中細(xì)微的數(shù)值變化和模式，我們推測(cè)這可能是AI在該任務(wù)上表現(xiàn)更好的原因。

菠蘿：所以未來的目標(biāo)就是，在不知道這個(gè)人有沒有得胰腺癌的情況下，通過CT判斷是否有相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)。未來會(huì)應(yīng)用到別的腫瘤嗎？

夏英達(dá)：我們現(xiàn)在也應(yīng)用到了胃癌，思路是類似的，也是先由醫(yī)生在增強(qiáng)CT上去畫，然后再反過來對(duì)應(yīng)平掃CT。我們希望這套思路能夠應(yīng)用在更多的腫瘤病種，目前也在逐步驗(yàn)證中，經(jīng)過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)尿?yàn)證之后再進(jìn)發(fā)布。因?yàn)榘┌Y是很復(fù)雜的疾病，各個(gè)癌種一個(gè)一個(gè)解決，其實(shí)會(huì)更嚴(yán)謹(jǐn)。

菠蘿：在做胃這種器官的時(shí)候，和胰腺會(huì)有區(qū)別嗎？

夏英達(dá)：有一個(gè)根本性的區(qū)別，胰腺是實(shí)性臟器（腺體），其腫瘤在CT圖像上相對(duì)更容易觀察，一個(gè)實(shí)性腫瘤生長在實(shí)性器官上，對(duì)比度相對(duì)明顯。而空腔臟器（如胃、食管、腸道）則不同，其內(nèi)部是空的，腫瘤往往生長在內(nèi)壁上。這給我們帶來了巨大挑戰(zhàn)。與臨床醫(yī)生交流時(shí)，他們也會(huì)認(rèn)為在空腔臟器上用CT檢測(cè)腫瘤是更不可能完成的任務(wù)。通常情況下，胃癌、腸癌、食管癌的發(fā)現(xiàn)和確診通常依賴內(nèi)鏡檢查和活檢，強(qiáng)調(diào)“眼見為實(shí)”。

因此，我們未來的工作其實(shí)可能會(huì)在這個(gè)問題上有重大突破——我們發(fā)現(xiàn)這套技術(shù)方案在空腔臟器上也具有可行性！這意味著其潛力可以拓展到更多空腔器官。尤其在中國，胃病受到高度重視且極為常見。如果能在消化道腫瘤（如胃癌）上驗(yàn)證我們技術(shù)的有效性，其實(shí)是非常有意義的事情。

當(dāng)然，我們也希望探索其他腫瘤類型，但在實(shí)際操作中面臨很多困難。在相同數(shù)據(jù)規(guī)模和技術(shù)方案下，胃癌篩查的性能遠(yuǎn)低于胰腺癌；其實(shí)也體現(xiàn)了消化道腫瘤的檢測(cè)難度確實(shí)遠(yuǎn)高于實(shí)性臟器。

機(jī)緣巧合下，我們與浙江省腫瘤醫(yī)院達(dá)成了合作。對(duì)方給予了我們極大的支持，我們兩個(gè)團(tuán)隊(duì)緊密協(xié)作。尤其幸運(yùn)的是，醫(yī)院程書記本人正是胃癌領(lǐng)域的權(quán)威專家，他的參與給了我們很大的信心。作為科研工作者，我們渴望挑戰(zhàn)那些“不可能”的任務(wù)，因?yàn)檫@樣的成果才更具影響力。正是通過這種深度的緊密合作，我們逐漸達(dá)成目標(biāo)，最終在胃癌篩查上也達(dá)到了令人滿意的精度水平。

菠蘿：說到CT這事兒，因?yàn)镃T是有輻射的，那我們能不能把這個(gè)技術(shù)用在別的影像上，比如核磁？

夏英達(dá)：同樣的技術(shù)方案在核磁上理論上是可以嘗試的，但是我們?yōu)槭裁催x擇CT？首先CT的量是最大的，尤其是新冠幾年，拍了很多的肺部影像，而且現(xiàn)在CT的劑量是越做越低的?，F(xiàn)在大家去做體檢都是做的低劑量CT，帶來的輻射幾乎對(duì)人體沒有影響。另一方面，核磁現(xiàn)在最大的問題其實(shí)就是慢，又慢又貴，經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)會(huì)大一些。其實(shí)不同的影像在AI眼里都差不多，都是數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和歸納。

菠蘿：現(xiàn)在這個(gè)東西是在研究層面，還是已經(jīng)布局到醫(yī)院了？

夏英達(dá)：已經(jīng)落地了，我們?cè)诙嗉裔t(yī)院都已經(jīng)實(shí)際部署了相關(guān)AI工具。比如最新的胃癌篩查模型，現(xiàn)在已經(jīng)在浙江省腫瘤醫(yī)院全量使用了。這意味著，醫(yī)院里任何科室、出于任何目的進(jìn)行的CT檢查，其圖像都會(huì)自動(dòng)經(jīng)過該模型分析，實(shí)現(xiàn)機(jī)會(huì)性的癌癥風(fēng)險(xiǎn)篩查。該工具也將很快推廣至更多醫(yī)院，開展前瞻性的臨床試驗(yàn)。

從臨床角度看，該工具的核心作用是提示風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)模型判定結(jié)果為陽性（高風(fēng)險(xiǎn)）時(shí)，醫(yī)生會(huì)進(jìn)行復(fù)核。若醫(yī)生也認(rèn)為情況可疑，便會(huì)主動(dòng)聯(lián)系患者，告知其胃癌或胰腺癌高危風(fēng)險(xiǎn)，并建議其接受進(jìn)一步檢查。如果患者同意，則通過后續(xù)檢查明確診斷，這其實(shí)是一個(gè)比較好的發(fā)現(xiàn)早期癌癥的路徑。

我們必須保證模型的特異性很高，因?yàn)槿绻禺愋缘土耍訇栃月示蜁?huì)特別高，假如特異性90%，聽起來已經(jīng)很高了，但是如果做一個(gè)10萬人的篩查，將產(chǎn)生1萬人的假陽性，醫(yī)生需要復(fù)查海量的結(jié)果，對(duì)社會(huì)、醫(yī)院和個(gè)人都是很大的負(fù)擔(dān)。因此，模型實(shí)際應(yīng)用時(shí)必須確保其特異性極高，假陽性率極低——我們的目標(biāo)是將特異性嚴(yán)格控制在99%以上。

菠蘿：在醫(yī)院里運(yùn)行這套流程有挑戰(zhàn)嗎？會(huì)有人不相信嗎？

夏英達(dá)：確實(shí) 很難，畢竟這些患者本身就不是來做胃部檢查的，可能是感冒或者哪兒疼，隨便拍了一個(gè)CT，過兩天接到電話被告知有胃癌的風(fēng)險(xiǎn)，那第一反應(yīng)肯定是詐騙，這是非常正常的想法。所以現(xiàn)在一個(gè)最大的問題就是患者的依從性不佳，召回率較低。

我們一直在努力提高AI工具的準(zhǔn)確率，也希望大家一旦被提示高危，能多聽醫(yī)囑，因?yàn)檫@并不是單獨(dú)由AI給出的結(jié)論，而是AI輔助下，經(jīng)驗(yàn)豐富的醫(yī)生給出的判斷，是相對(duì)準(zhǔn)確的。這項(xiàng)服務(wù)也沒有收費(fèi)，就是希望能夠盡可能發(fā)現(xiàn)更多的早期癌癥，挽救更多人的生命，因?yàn)樵缙诤屯砥诘闹委熃Y(jié)果真的差別很大。

菠蘿：有沒有讓你印象特別深的案例？讓你覺得這件事真正幫到人了？

夏英達(dá)：有一個(gè)患者讓我感觸很深。她是一位很年輕的女性，父母是聾啞人。開始因?yàn)榭人宰隽诵夭緾T，AI提示胰腺癌陽性，經(jīng)過醫(yī)生的確診，就想把她召回復(fù)診。但是總是無法說服她，她一直說如果去做手術(shù)，父母就沒人照顧了。即使這樣，醫(yī)生也沒有放棄，堅(jiān)持不懈地提醒她，要是不及時(shí)檢查，后面可能更沒法照顧父母。這位醫(yī)生的精神也非常令人感動(dòng)，真的就是純粹地想救人。最后，正是因?yàn)獒t(yī)生的不斷提醒，患者在其他醫(yī)院做了手術(shù)，發(fā)現(xiàn)真的是極早期的胰腺癌，治療后基本不影響壽命，其實(shí)這是非常罕見的事情。

菠蘿：發(fā)現(xiàn)極早期胰腺癌真的很難，因?yàn)闆]有任何癥狀。是不是也要掃好多好多CT才能發(fā)現(xiàn)一兩個(gè)這種案例？

夏英達(dá)：是的，我們的技術(shù)已累計(jì)應(yīng)用于十幾萬例的篩查。令人鼓舞的是，其中約50% 被發(fā)現(xiàn)的胰腺癌病例處于早期、可手術(shù)階段。尤為關(guān)鍵的是，這些發(fā)現(xiàn)均是在患者尚無任何胰腺相關(guān)癥狀的常規(guī)檢查中實(shí)現(xiàn)的。這就證明，利用該工具對(duì)無癥狀人群進(jìn)行篩查，確實(shí)具備在早期階段識(shí)別出胰腺癌并爭(zhēng)取治愈機(jī)會(huì)的潛力。正如前面提到的病例，不僅能幫助患者，更是由此挽救一個(gè)家庭。

菠蘿：現(xiàn)在還有很多的其它篩查工具，包括液體活檢、無創(chuàng)篩查等，咱們這種技術(shù)在哪些方面會(huì)有比較好的優(yōu)勢(shì)呢？

夏英達(dá)：首先，基于影像的篩查是相對(duì)客觀的——如果影像已經(jīng)有表現(xiàn)了，其實(shí)有沒有腫瘤是比較明確的。另一方面，液體活檢肯定是非常有價(jià)值的，也是最近非?；鸬姆较蚝挖厔?shì)，未來應(yīng)該是各種方式相輔相成。

癌癥的檢出絕不可能依賴單一方法。無論是當(dāng)前熱門的液體活檢，還是我們探索的基于CT的機(jī)會(huì)性篩查，都在向覆蓋多癌種的方向發(fā)展。未來，整合多種檢測(cè)方式、多種篩查策略，將有效推動(dòng)癌癥診斷窗口前移，使更多癌癥在更早期階段得以確診——這無疑是降低癌癥死亡率的最有效途徑。

菠蘿：所以基于胃癌也好，或者胰腺癌，你們下一步的計(jì)劃是什么呢？

夏英達(dá)：我們首先是想把這個(gè)事情做到底，除了單點(diǎn)突破，還要去把前瞻性臨床試驗(yàn)驗(yàn)證做好。所謂前瞻性，就是將我們的軟件實(shí)際部署到醫(yī)院等臨床環(huán)境中，通過收集和分析數(shù)據(jù)，切實(shí)評(píng)估未來能否提升早期診斷率并最終改善患者生存預(yù)后。

與此同時(shí)，拓展篩查癌種也是我們重要的努力方向。目前，針對(duì)食管癌、結(jié)直腸癌、肝癌等癌種的篩查模型也正處于驗(yàn)證階段。我們最終的目標(biāo)，是開發(fā)一個(gè)泛癌種篩查工具，也就是就是用一個(gè)CT把所有的癌癥都篩查了。

菠蘿：從AI應(yīng)用到臨床上來說，你個(gè)人比較看好的幾個(gè)方向是什么？

夏英達(dá)：其實(shí)AI能在醫(yī)療上做的事情是非常多的，我們只是集中在了其中一個(gè)非常小的子領(lǐng)域。想象一下，當(dāng)患者進(jìn)入醫(yī)院，最基礎(chǔ)的需求之一就是精準(zhǔn)導(dǎo)診——現(xiàn)在利用大語言模型來優(yōu)化分診流程的應(yīng)用已經(jīng)非常多了。

菠蘿：我聽過一個(gè)笑話，就是有人乳腺上長了一個(gè)包，他去到胸外科，結(jié)果被告知胸外科不是看胸外的事情，是看胸內(nèi)的事情——胸外科是看肺部的……所以確實(shí)像你說的，大多數(shù)人的直覺不一定在醫(yī)院能夠匹配上真正應(yīng)該去的地方。

夏英達(dá)：導(dǎo)診僅是開端。從診療全流程看，核心環(huán)節(jié)包括：篩查、診斷、治療、預(yù)后。我們現(xiàn)在開發(fā)的工具是做篩查，側(cè)重于患者入院前的風(fēng)險(xiǎn)提示。而診斷環(huán)節(jié)則是明確問題所在的，AI在此階段也大有可為，比如輔助內(nèi)鏡檢查、病理判讀，甚至通過整合患者癥狀描述、臨床指標(biāo)等，通過大語言模型，結(jié)合多模態(tài)的AI進(jìn)行綜合診斷，這都是AI極具價(jià)值的方向。最近就有一個(gè)AI大模型成功診斷罕見病例的新聞，其表現(xiàn)超越了眾多醫(yī)生。畢竟AI模型都是通過大量的知識(shí)去進(jìn)行歸納總結(jié)，有些病可能醫(yī)生一輩子都見不到一例，但是AI見過不少。

預(yù)后同樣關(guān)鍵。比如對(duì)于某位患者，AI能輔助預(yù)測(cè)：選擇治療方案A或B，可能的生存期、治療費(fèi)用等預(yù)后信息，為醫(yī)患決策提供重要參考，這其實(shí)也是一個(gè)很有價(jià)值的事情。

還有一些其他的方向，比如手術(shù)機(jī)器人其實(shí)也與AI相關(guān)。再有就是AI輔助類工具，比如在保險(xiǎn)方面，用AI來幫助你快速報(bào)銷，和保險(xiǎn)公司算賬等等。所以我覺得在整個(gè)醫(yī)療的方方面面，AI都會(huì)產(chǎn)生深刻的影響，這一天到底何時(shí)到來，我們還未可知。

菠蘿：你剛才講到整個(gè)流程，我覺得還有一個(gè)特別重要的事，就是治療后的隨訪。尤其像腫瘤患者，放化療后可能面臨長期副作用（如心臟毒性）。但治療結(jié)束后，患者往往缺乏系統(tǒng)指導(dǎo)，不清楚除了腫瘤復(fù)查，還需定期檢查相關(guān)器官（如心臟）以保障長期生活質(zhì)量。AI在此類主動(dòng)提示和健康管理方面，效率會(huì)非常高。

AI還有什么別的非醫(yī)學(xué)的應(yīng)用場(chǎng)景嗎？

夏英達(dá)：AI其實(shí)可以做很多事情。只要有需求就有市場(chǎng)，在各行各業(yè)都會(huì)有一些影響。比如在醫(yī)美行業(yè)，如果讓整形醫(yī)生通過經(jīng)驗(yàn)來做設(shè)計(jì)，可能會(huì)按照某個(gè)明星的樣子給你做，如果讓AI基于你個(gè)人特征來設(shè)計(jì)，雖然不像女明星，卻可能更符合個(gè)性化審美。

牙科領(lǐng)域，尤其是正畸治療規(guī)劃，同樣大量融入了AI技術(shù)。也是同樣的道理，按照自己的長相做一個(gè)操作步驟少，既符合審美、又保留個(gè)人特點(diǎn)的方案。

菠蘿：作為一個(gè)AI專家，你覺得以后AI真的會(huì)顯著比人類更厲害嗎？

夏英達(dá)：這個(gè)其實(shí)我是相信的。現(xiàn)在已經(jīng)印證了，AI在各個(gè)行業(yè)都超過人的歸納能力。因?yàn)閿?shù)據(jù)見得太多了，他不一定超越最厲害的專家，但是超越一個(gè)平均水平的工作者是沒有問題的。

AI甚至有望作出創(chuàng)新性的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，人類科技的進(jìn)步，歷來是非常聰明的人在推著歷史車輪往前走。那么，是否有一天，AI也能通過其強(qiáng)大的推理能力，獨(dú)立做出新的科學(xué)突破？這是非常值得期待的一件事情，也是非?？膳碌囊患虑?。

我以前是非常鄙視AI危險(xiǎn)論的。在AI有之前其實(shí)就有講述AI如何危險(xiǎn)的電影，但作為早期的AI研究者，那個(gè)時(shí)候我所認(rèn)識(shí)的AI做一些非常普通的任務(wù)還做不明白，怎么可能超越人類呢？甚至大模型剛出來的時(shí)候，我也是非常鄙視這種危險(xiǎn)論的，認(rèn)為也只是一個(gè)歸納模型。但是現(xiàn)在大模型的推理能力越來越強(qiáng)，甚至能解決一些非常難的數(shù)學(xué)問題，這需要很強(qiáng)的推理和邏輯能力，所以我現(xiàn)在也逐漸有點(diǎn)相信這個(gè)AI危險(xiǎn)論了。至于未來究竟會(huì)怎樣，讓我們拭目以待。

—聽夏英達(dá)博士聊更多關(guān)于AI篩查—

/本期志愿者/