皮肤科医生 + 机器：一起更好？第 2 部分

无论技术进步多少，仍然无法替代定期拜访皮肤科医生。一些癌前病变和皮肤癌可以通过质地以及医生的经验和直觉来识别。

诊断皮肤癌是一个视觉过程。长期以来，皮肤科医生训练有素的眼睛一直是最先进的。但技术进步表明，数字工具在帮助医生更早、更准确地诊断皮肤癌方面拥有广阔的前景，并让患者在自己的护理中发挥更积极的作用。在第1部分，我们看了全身扫描仪。 在第 2 部分中，我们将了解技术如何发展以帮助在最早和最可治愈的阶段诊断皮肤癌。 部分3 着眼于虚拟访问以及如何保护您宝贵的医疗数据。

丹·费伯

几十年来，富有远见的皮肤科医生一直梦想着使用计算机视觉和人工智能 (AI) 来帮助诊断和监测可能致命的皮肤癌。但同样长的时间里，人工智能无法胜任这项任务。计算机曾经以死记硬背、线性的方式“思考”，“就像你冰箱里的简单可编程系统一样，”维也纳医科大学皮肤病学教授、医学博士 Harald Kittler 说，他的研究重点是数字皮肤镜检查和色素沉着病变。

但从 2012 年左右开始，计算机开始掌握它们以前从未掌握的复杂技能，这要归功于大量的进步（一些来自视频游戏行业）。这些导致了神经网络的突破——以人脑工作方式为模型的计算机程序。如今，这些网络像儿童一样从经验中学习。 “我们过去常常告诉计算机该做什么，但给它规则并不是那么有效，”纽约市 Memorial Sloan Kettering 皮肤病学服务中心主任、医学博士 Allan C. Halpern 说。 “现在我们像训练孩子一样训练人工智能。”

当孩子们通过反复试验学习时，大脑中的神经元相互连接形成电路。产生正确或有用答案的回路得到加强，而导致错误或无用答案的回路被削弱。在学习的过程中，我们的大脑重新布线。以这种方式学习的机器神经网络可以在没有人类帮助的情况下通过识别现实世界数据集中的模式来训练自己。随着它们的发展，它们变得更快更好。他们在抽象棋盘游戏围棋等复杂游戏中击败了世界级高手。他们可以识别声音并转录人类语言。他们使计算机视觉和人脸识别足够可靠，可以用于执法甚至智能手机。

受到这些进步的鼓舞，2015 年，Halpern 博士和一个合作者团队创建了一个名为国际皮肤成像协作 (ISIC) 的项目，作为全球范围内通过以新方式使用数字皮肤成像来降低黑色素瘤死亡率的项目。

挑战世界帮助诊断黑色素瘤

ISIC 的首要任务是收集大量公开的质量受控的皮肤病变皮肤镜图像，可用于训练人类和软件。这是一项不小的任务。在国际皮肤数字成像协会的支持下，Halpern 博士招募了领先的皮肤科医生，其中包括维也纳医科大学皮肤病学教授 Harald Kittler, MD，他的研究重点是数字皮肤镜检查和色素沉着病变，作为以及澳大利亚、西班牙、哥伦比亚和其他地方的其他人。他们一起收集了 12,000 多张在临床检查中收集的无害痣和黑色素瘤的特写图像。 “仅仅建立图像档案并将其放入公共领域就是一项巨大的成就，”Halpern 博士说。接下来，他和他的同事在领先的医学成像会议上发表演讲并举办研讨会，以吸引计算机科学界的参与。 “那是另一个巨大的挑战。”

然后 ISIC 发起了一项竞赛，该竞赛于 2016 年春季开始。他们向全世界的计算机科学家发起挑战，要求他们使用 ISIC 图像开发可以帮助诊断黑色素瘤的计算机模型。到 25 月，900 个计算机科学家团队参加了 ISIC 挑战赛。每个团队都构建了一个应用程序，然后用包含 379 张图像的训练集帮助它“学习”。应用程序经过训练后，参赛团队会在包含 XNUMX 张图像的单独测试面板上对其进行评估。八位专门研究皮肤癌的皮肤科医生分析了同一个测试组。事实证明，计算机视觉应用程序比一些（但不是全部）皮肤科医生更准确。

受到鼓舞，Halpern 博士和他的同事们在 2017 年和 2018 年再次参加了比赛，每次都让挑战变得更难。在计算机科学界，竞争热潮席卷而来。到 2018 年 130 月，已有 500 个应用程序开发团队参加了 ISIC 挑战赛。 96 多名临床医生也不甘示弱，也加入了游戏。这些算法比以往任何时候都做得更好，在诊断黑色素瘤方面 XNUMX% 的时间都优于临床医生。虽然这项技术在全国医生办公室的黄金时段还没有准备好，但“这证明了计算机绝对可以帮助皮肤科医生完成他们工作中的诊断部分，”Halpern 博士说。

人类与机器？

随着数字成像、自动化和机器智能以极快的速度发展，一些皮肤科医生担心这将如何影响他们和他们的实践。 “他们感到受到威胁，但他们不应该这样做，”基特勒博士说。他解释说，残局不是人类与机器的比赛。相反，数字工具将提高皮肤科医生照顾患者的能力。它们将使医生能够更轻松地做出诊断，帮助避免不必要的程序并丰富皮肤科医生与患者的体验。

无论皮肤病学是否欢迎它们，变化正在到来，这是席卷医学界的更广泛创新浪潮的一部分。 “当前的医疗服务模式在不断变化，这既是挑战也是机遇，”Halpern 博士说。

“患者能够获得更多信息，并能够使用图像与我们交流，”他说。由执业护士和医师助理等高级实践提供者提供的护理正在增加。远程皮肤病学的使用也是如此，它是使用音频、视频和数据通信与您的医生进行远程交互。药房连锁店已经开始提供诊所并与私人医疗机构竞争，不隶属于特定医疗保健系统的远程医疗公司也是如此。

与此同时，经济正在发生变化，因为小集团供应商被并入更大的集团或主要医疗系统，而这些集团或大型医疗系统本身也被风险资本家收购。所有这些变化都意味着使用技术来降低成本和增加利润的压力将会增加。

Halpern 博士说，这些变化不会很快或轻易发生，而且该行业还有很多工作要做。 “我们应该弄清楚如何在医学转型的同时利用数字成像和移动技术，并确定发挥最大优势的最佳方式。如果我们以最佳方式做到这一点，我们应该能够更好地提供医疗保健服务。我们非常接近一个转折点，我们将看到真正的变化。

丹·费伯 是纽约市附近的一名记者，曾任编辑 Discover 杂志。他为国家出版物撰写有关科学、医学和其他主题的文章。

*本文首发于2019年版 皮肤癌基金会杂志。