來自領(lǐng)先癌癥中心的科學(xué)家充分運(yùn)用AI的力量來重新設(shè)計(jì)他們的數(shù)據(jù)方法

為了從數(shù)據(jù)中釋放出真正的洞察，AI和數(shù)據(jù)科學(xué)研究不能位于企業(yè)機(jī)構(gòu)的外圍，而是必須成為其核心戰(zhàn)略的一部分。

美國排名第一的癌癥醫(yī)院——德克薩斯大學(xué)安德森癌癥中心（MD Anderson Cancer Center）正在這樣做。該中心專注于數(shù)據(jù)治理，數(shù)十名研究者推進(jìn)各項(xiàng)AI加速腫瘤學(xué)項(xiàng)目以改善病人護(hù)理。

安德森癌癥中心首席數(shù)據(jù)官Caroline Chung博士表示：“我們正在關(guān)注上下文中的數(shù)據(jù)，確保能有一個(gè)經(jīng)過協(xié)調(diào)的元數(shù)據(jù)供應(yīng)鏈來解決目前AI模型臨床轉(zhuǎn)化中的挑戰(zhàn)。為了建立更好、更強(qiáng)大的預(yù)測模型，我們需要一項(xiàng)經(jīng)過協(xié)調(diào)的戰(zhàn)略，該戰(zhàn)略應(yīng)涵蓋從數(shù)據(jù)生成到機(jī)器學(xué)習(xí)臨床應(yīng)用的每個(gè)環(huán)節(jié)?！?/p>

這種數(shù)據(jù)治理戰(zhàn)略將影響醫(yī)院采集和使用數(shù)據(jù)產(chǎn)生洞察的方式，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可查找性、可訪問性、互操作性和可重復(fù)使用性。

Caroline Chung表示：“這是文化上的一個(gè)巨大改變。我們能夠捕捉到帶有上下文信息的數(shù)據(jù)越多，我們能夠提出的問題就越復(fù)雜，就更有可能使用機(jī)器學(xué)習(xí)的洞察力來幫助我們的臨床醫(yī)生改進(jìn)與病人的互動(dòng)，指導(dǎo)以數(shù)據(jù)為依據(jù)的治療決策，實(shí)現(xiàn)符合護(hù)理目標(biāo)的最佳病人護(hù)理結(jié)果?！?/p>

通過建立一條采集研究者所需的高質(zhì)量數(shù)據(jù)、安全存儲數(shù)據(jù)并追蹤其使用情況的流水線，安德森癌癥中心將為各個(gè)項(xiàng)目提供更好的支持以幫助臨床醫(yī)生分析放射學(xué)數(shù)據(jù)、提供癌癥治療、預(yù)測敗血癥等并發(fā)癥。

該中心的許多項(xiàng)目已經(jīng)在進(jìn)行中并在NVIDIA DGX系統(tǒng)等新GPU驅(qū)動(dòng)技術(shù)的推動(dòng)下加速發(fā)展。新投資將使研究者能夠獲得數(shù)千個(gè)GPU核來支持整個(gè)機(jī)構(gòu)的AI項(xiàng)目。

將AI應(yīng)用于診斷影像

腫瘤學(xué)的第一步是檢測腫瘤，而且越早越好。安德森癌癥中心正在開發(fā)早期檢測AI應(yīng)用以幫助診斷胰腺癌患者，此類癌癥患者的五年生存率只有10%。

安德森癌癥中心胃腸道放射腫瘤學(xué)聯(lián)合主任Eugene Koay博士表示：“胰腺癌往往是在它已經(jīng)轉(zhuǎn)移之后才被診斷出來，此時(shí)它已經(jīng)擴(kuò)散到其他器官。我們正在研究一種AI模型，該模型能夠隨時(shí)分析我們在CT掃描、核磁共振成像（MRI）研究以及內(nèi)窺鏡超聲波中看到的胰腺，無論病人的就診預(yù)約是否與胰腺有關(guān)。”

胰腺腫瘤有著不同的特征。有些胰腺腫瘤移動(dòng)緩慢，有些則移動(dòng)快速。有些起源于胰腺中的囊腫，有些則不是。

在與早期檢測研究網(wǎng)絡(luò)的合作中，Koay和他的團(tuán)隊(duì)正在研究如何使用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)確定哪些病例最有可能發(fā)展成惡性腫瘤，使臨床醫(yī)生可為有風(fēng)險(xiǎn)的病人提供更多幫助。

影像學(xué)洞察為治療方案提供依據(jù)

當(dāng)準(zhǔn)備用放射療法治療癌細(xì)胞時(shí)，腫瘤學(xué)家依靠一個(gè)被稱為輪廓勾畫的流程來追蹤將被放射治療鎖定的腫瘤。

這是一個(gè)耗時(shí)的流程，腫瘤學(xué)家經(jīng)常積壓著有待制定放療治療計(jì)劃的病人。安德森癌癥中心放射物理學(xué)副教授Laurence Court博士希望通過AI工具減輕人工給勾畫輪廓的負(fù)擔(dān)，令醫(yī)院每年能夠多治療幾千名癌癥病人。

他對這些AI臨床工具在低資源環(huán)境中可能產(chǎn)生的影響特別感興趣，在這種環(huán)境中，放射科醫(yī)生和腫瘤科醫(yī)生短缺，使得病人更難獲得挽救生命的放療治療。

輪廓勾畫也被用于規(guī)劃核磁共振輔助放射手術(shù)，這種先進(jìn)的近距離放射治療方法通過植入的種粒將輻射劑量傳遞給癌組織。安德森癌癥中心放射腫瘤學(xué)家Steven Frank博士使用這種療法來治療前列腺癌。

在核磁共振成像上對前列腺和周圍器官進(jìn)行精確的輪廓勾畫可以確保放射性種粒被送至正確的區(qū)域，使其能夠治療癌癥而不傷害鄰近組織。

正在Frank實(shí)驗(yàn)室開發(fā)轉(zhuǎn)化型AI的安德森癌癥中心醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)研究員Jeremiah Sanders博士表示，通過一個(gè)使用先進(jìn)GPU技術(shù)的AI模型，中心的腫瘤學(xué)家提高了近距離放射治療計(jì)劃制定和治療質(zhì)量評估過程中的輪廓勾畫質(zhì)量。

為了確定輻射輸送質(zhì)量，Sanders和Frank還在研究一個(gè)在近距離放射治療手術(shù)后使用的模型——分析前列腺核磁共振成像研究的AI應(yīng)用。該模型所提供的洞察可以幫助臨床醫(yī)生確定是否需要額外的治療以及如何在治療后管理病人。

注意AI模型的準(zhǔn)確性

為了使AI模型在臨床環(huán)境中取得成功，醫(yī)學(xué)研究者需要抓住神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)難以解決的情況并重新訓(xùn)練它來提高應(yīng)用的性能。

安德森癌癥中心影像物理學(xué)和放射物理學(xué)教授Kristy Brock博士正在開展一個(gè)異常檢測項(xiàng)目，確定AI模型無法通過CT掃描對肝臟腫瘤進(jìn)行輪廓勾畫的情況，例如病人肝臟內(nèi)有支架或器官周圍有液體的異常圖像。

通過識別這些罕見的失敗情況，研究者可以加入更多與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)之前偶遇情況類似的訓(xùn)練案例。這種連續(xù)訓(xùn)練方法能夠有選擇性地加強(qiáng)訓(xùn)練數(shù)據(jù)，從而更高效地提高模型性能。

Brock表示：“我們不想繼續(xù)采集與我們前150次掃描相同的數(shù)據(jù)，而是希望識別能增加我們樣本數(shù)據(jù)集變化性的案例，而這又能提升模型的準(zhǔn)確性和通用性?！?/p>

原文標(biāo)題：安德森癌癥中心研究者使用AI徹底改變癌癥護(hù)理

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