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加州大学尔湾分校新闻

用人工智能战胜结肠癌

威廉·卡内斯博士来到UCI健康中心时,他的指示无异于在奥兰治县消灭结肠直肠癌。

尽管结直肠癌是美国癌症死亡的第二大原因,但只要及早发现,结直肠癌是可以治愈的,甚至是可以预防的。

这位经验丰富的胃肠病学家评估了他的三方面挑战:

“如果每个筛查年龄的人都做结肠镜检查,每个医生都做得很好,我们可以在全国范围内减少90%的风险,”Karnes说。“但人们认为这是一个尴尬的过程,结肠准备并不有趣。对人们来说,这是一个很容易推迟的考试。”

收集的数据

首先,Karnes着手提高UCI健康结肠镜检出率。他首先收集了一个令人印象深刻的结肠镜检查图像数据库。

在一年之内,成千上万的图像帮助他和赵宏辉综合消化疾病中心的胃肠病学同事们将他们原本良好的整体检出率提高了50%。

为了进一步改进,Karnes与UCI的Beall应用创新中心的信息技术专家Andrew Ninh一起开发了人工智能的力量。

他们匹配了成千上万的图像——世界上最大的良性、癌前病变和确诊的恶性息肉的数据集——用深度学习算法来开发更智能、更快的扫描。

人工智能测谎仪:改变游戏规则

结果就是人工智能息肉检测器,由Ninh和Karnes在Docbot(他们在UCI共同创立的医疗信息初创公司)开发。当在结肠镜检查中使用时,该软件为医生提供实时分析,极大地提高了他们发现和移除息肉的能力——准确率超过96%。

“这是一个改变游戏规则的东西,”Karnes说,人工智能软件与他在结肠镜检查中用来检查结肠和小肠的摄像设备结合在一起。

“处理一幅图像大约需要10毫秒,这比实时运行所需的速度快了四倍。医生在做结肠镜检查时,在看屏幕时得到这个反馈。它可以发现一个平坦的息肉,否则可能会错过它。”

检测是关键

所有的结肠直肠癌一开始都是良性息肉。最常见的是腺瘤,大约10年后发展为结肠直肠癌。通过定期的结肠镜检查,这些癌前腺瘤可以被识别和切除。

但在结肠镜检查中,腺瘤检出率(ADR)差异很大。Karnes说,人工智能息肉检测仪可以确保所有病人都能得到高检测,无论他们的医生是谁。

还有可能节省大量成本。

即时分析息肉

Karnes和同为UCI健康肠胃病专家的同事使用人工智能软件,现在将他们切除的息肉送到病理学家进行检测。实验室需要大约两周的时间来正式确认息肉的病理。

人工智能工具现在可以现场预测息肉是癌前病变还是恶性病变,准确率高达94%。

Karnes和Ninh说,随着软件准确性的进一步提高和该技术的广泛应用,这种除恶性息肉外的检测方法可以在全国范围内节省大约10亿美元的实验室成本。

淘汰结肠癌

与此同时,他和其他疾病预防控制中心的胃肠病学家正在不断改进每一次结肠镜检查的人工智能算法。

Karnes还在解决另一个阻碍他实现目标的障碍:一开始就拒绝接受结肠镜检查。

他采用了一种让仪器更舒适的方法,用水帮助仪器在肠道的迂回曲折中漂浮。水浴还有一个额外的好处,那就是使不易发现的扁平息肉更容易发现和清除。

他的同事、UCI健康胃肠病学专家Jason Samarasena博士也是Docbot领导团队的一员,他正在测试一种低残留饮食,这种饮食可能会让禁食和结肠准备饮料变得过时。

在奥兰治县(Orange County)消灭结肠直肠癌可能并不是一项艰巨的任务。

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://news.uci.edu/2019/10/04/beating-colon-cancer-with-ai/