斬獲2019 Thales AIChallenge4Health第一，騰訊優(yōu)圖醫(yī)療AI再獲突破

近日，騰訊優(yōu)圖實(shí)驗(yàn)室醫(yī)療AI再獲新突破。由騰訊優(yōu)圖研發(fā)的醫(yī)療AI系統(tǒng)——醫(yī)療器械校準(zhǔn)中的超高精度關(guān)鍵點(diǎn)檢測(cè)方法，從二百余支隊(duì)伍中脫穎而出，在2019 Thales AIChallenge4Health中斬獲第一，檢測(cè)精度達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。該比賽由全球市占率超過(guò)50%的放射治療方案提供商Thales公司主辦，共吸引來(lái)自全世界的201支隊(duì)伍注冊(cè)參與(其中40支隊(duì)伍提交了最終結(jié)果)。

　　(圖示：AIChallenge4Health競(jìng)賽排名截圖。因?yàn)榭臻g限制，只顯示前11名)

CT、X光等醫(yī)學(xué)影像技術(shù)是實(shí)際就醫(yī)過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)。一方面，對(duì)于患者來(lái)說(shuō)，提升醫(yī)療成像設(shè)備的成像速度與質(zhì)量，不僅可以帶來(lái)更好的體驗(yàn)，也為后續(xù)診斷與治療提供了有力保障;另一方面，對(duì)于外科醫(yī)生來(lái)說(shuō)，在手術(shù)過(guò)程中，對(duì)患處進(jìn)行實(shí)時(shí)地、準(zhǔn)確地成像會(huì)極大程度上影響手術(shù)的結(jié)果。

目前業(yè)界比較成熟的成像方案有3D和2D兩種，但它們由于自身特點(diǎn)都各自存在一定缺陷。3D設(shè)備成像(比如CT和MRI)效果好但是造價(jià)高昂，普通患者難以承受;2D設(shè)備(比如X光)雖然體積小、價(jià)格低，但是由于拍攝位置和角度的變化，成像過(guò)程中會(huì)涉及多次的校準(zhǔn)行為，從而導(dǎo)致成像質(zhì)量較差同時(shí)成像速度慢。如何利用人工智能提升醫(yī)療成像設(shè)備的成像效率，降低患者的治療費(fèi)用和等待時(shí)間，成為業(yè)界共同思考的問(wèn)題。

騰訊優(yōu)圖提出的醫(yī)療器械校準(zhǔn)中的超高精度關(guān)鍵點(diǎn)檢測(cè)方法，正是利用AI技術(shù)來(lái)提高2D設(shè)備的成像效率。

在2D設(shè)備成像之前，需要對(duì)其進(jìn)行“校準(zhǔn)”以提高成像質(zhì)量，該系統(tǒng)嘗試?yán)肁I技術(shù)對(duì)X射線影像中的關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，從而獲取其精確的坐標(biāo)，然后利用這些關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)成像設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)。這一過(guò)程中，AI技術(shù)不僅需要能夠準(zhǔn)確判斷圖中關(guān)鍵點(diǎn)的個(gè)數(shù)，還需要輸出每個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的中心位置。

為了解決校準(zhǔn)過(guò)程中定位精度要求高，以及部分關(guān)鍵點(diǎn)中心相距不到三個(gè)像素，難以區(qū)分的問(wèn)題，優(yōu)圖實(shí)驗(yàn)室將檢測(cè)任務(wù)分解成三個(gè)子任務(wù)，然后通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行多任務(wù)學(xué)習(xí)，有效利用深度網(wǎng)絡(luò)得到每個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的準(zhǔn)確定位。同時(shí)通過(guò)全局控制與局部預(yù)測(cè)相結(jié)合，及多任務(wù)的聯(lián)合與解耦，提高預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確度。

　　(圖示：系統(tǒng)的邏輯方案)

該系統(tǒng)未來(lái)可用于相關(guān)成像設(shè)備的校準(zhǔn)，提高設(shè)備的成像質(zhì)量與速度，創(chuàng)造一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值與社會(huì)效益;同時(shí)也可用于高精度點(diǎn)檢測(cè)或者校準(zhǔn)任務(wù)，獲取高質(zhì)量的檢測(cè)結(jié)果，幫助醫(yī)師準(zhǔn)確為患者診斷與治療。

從AI導(dǎo)診到AI輔助癌癥早篩，AI技術(shù)在醫(yī)療行業(yè)中的應(yīng)用已不陌生。依托前沿的計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)，騰訊優(yōu)圖在醫(yī)療AI領(lǐng)域持續(xù)探索應(yīng)用，除了在全球醫(yī)療影像大賽LiTS中刷新兩項(xiàng)紀(jì)錄，獲得肝分割、肝腫瘤分割兩項(xiàng)技術(shù)世界第一之外;不久前還刷新了全球胸部多器官分割大賽SegTHOR Challenge 2019的世界記錄。

技術(shù)研發(fā)不斷深入的同時(shí)，騰訊優(yōu)圖也通過(guò)騰訊首個(gè)醫(yī)療影像產(chǎn)品“騰訊覓影”持續(xù)對(duì)外輸出醫(yī)療AI能力，目前已支持宮頸癌、肺癌、眼科疾病等疾病篩查，并在國(guó)內(nèi)100多家頂尖三甲醫(yī)院進(jìn)行落地，既減輕了醫(yī)生的工作量，也為提升診斷準(zhǔn)確率和效率發(fā)揮了重要作用。

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