北京時間5月30日，并列于RSNA旗下國際放射學(xué)頂級期刊《Radiology》，在AI領(lǐng)域的新刊《Radiology：Artificial Intelligence》收錄了名為《Evaluating a Fully Automated Pulmonary Nodule Detection Approach and Its Impact on Radiologist Performance（全自動肺結(jié)節(jié)檢測方法及其對影像科醫(yī)生的影響評估）》的科研成果。

本次研究由中華醫(yī)學(xué)會放射學(xué)分會候任主任委員、上海長征醫(yī)院影像醫(yī)學(xué)與核醫(yī)學(xué)科主任劉士遠教授團隊與推想科技科研團隊合作推進。文中提出的深度學(xué)習(xí)模型可以提升不同類別肺結(jié)節(jié)檢出的靈敏度，且不受輻射劑量、患者年齡或放射設(shè)備品牌影響。同時，該模型可提升人工檢測靈敏度并減少閱片時間。

研究過程中，合作團隊從國內(nèi)多家頂級醫(yī)院共回顧性收集13，159張薄層CT圖像，并把滿足入組標準的12，754張圖像隨機分為“訓(xùn)練＋驗證集”（91．1％）和“測試集”（8．9％），用以評估深度學(xué)習(xí)模型。

基于推想科技AI學(xué)者科研平臺InferScholar Center，研究人員將兩個CNN模型組成一個深度學(xué)習(xí)模型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，一個是作為特征提取器的DenseNet模型， 另一個是作為探測器的Faster R－CNN 模型。在這個模型中， DenseNet被用于特征提取和反向傳播。

不同于常規(guī)CNN， DenseNet可直接被連接而形成密集的連接網(wǎng)絡(luò)，這樣可以減少神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)層數(shù)， 保持特征密度，提高模型的整體表現(xiàn)力。在研究過程中，測試數(shù)據(jù)中包含了在真實臨床環(huán)境下存在的隊列設(shè)計：不同的輻射劑量（低劑量和標準劑量）、患者年齡（3個年齡組）和放射設(shè)備品牌（4個品牌設(shè)備）。

通過與高年資醫(yī)生雙盲實驗設(shè)定的金標準對比，本文中提出的深度學(xué)習(xí)模型相較于人工檢測肺結(jié)節(jié)的靈敏度有所提高。自由響應(yīng)受試者工作特征曲線（FROC）表現(xiàn)出高達0．86的靈敏度（每掃描包含8個假陽）。同時模型的平均表現(xiàn)與輻射劑量、患者年齡、設(shè)備品牌均無統(tǒng)計上的敏感性聯(lián)系。

此外，研究還比較了放射科醫(yī)生在深度學(xué)習(xí)模型幫助下的表現(xiàn)。兩位獨立的放射科醫(yī)生首先在不使用深度學(xué)習(xí)模型的情況下單獨閱片，然后在二次讀片期間使用深度學(xué)習(xí)模型作為輔助。

測試發(fā)現(xiàn)，兩位放射科醫(yī)生在使用深度學(xué)習(xí)模型后檢測的靈敏度在所有類型的結(jié)節(jié)中都得到了提高；與不使用深度學(xué)習(xí)模型的醫(yī)生相比相比， 兩位放射科醫(yī)生的閱讀時間更短。

同時，根據(jù)患者水平檢測LROC曲線顯示， 在深度學(xué)習(xí)的輔助下， 放射科醫(yī)生診斷的靈敏度得到了提高，并且具有較高的特異性和敏感性。

該研究成果的發(fā)表，意味著上海長征醫(yī)院與推想科技聯(lián)合研發(fā)的深度學(xué)習(xí)模型不僅具有極高的性能表現(xiàn)，可以作為輔助工具幫助放射科醫(yī)生大幅提升工作效率和準確率，更重要的是可以將外界因素（輻射劑量、患者年齡、設(shè)備品牌）的影響降到最低，具有極強的魯棒性。這對于降低患者的輻射損害、節(jié)約醫(yī)療成本等方面均具有重要的意義。

總的來說，此次研究再次表明深度學(xué)習(xí)定制化模型對于臨床實際問題解決的重要性，這也正是推想AI學(xué)者科研平臺InferScholar Center的使命。