了解人工智能如何用于检测结核病

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  • 耐多药结核病正引发公共卫生危机和卫生安全威胁。

  • 新冠肺炎疫情可能使结核病检测和治疗领域多年来取得的进展付诸东流。

  • 但人工智能有望在结核病诊断中发挥越来越大的作用,并可能扭转这一挫折带来的影响。

结核病(TB)是全球致死人数第二多的传染病,仅次于新冠肺炎;新冠肺炎曾导致2020年150万人死亡,但如今已基本得到控制。与此同时,耐多药结核病仍是公共卫生危机和卫生安全威胁。世界卫生组织证实,新冠肺炎疫情可能开始使抗击结核病多年来取得的进展付诸东流。这主要是由于结核病服务的可及性受到干扰,资源减少,导致新病例检出数下降。由于诊断服务受限,且为遏制新冠肺炎疫情而实施封锁措施,有410万病例未能确诊。印度受影响最严重(41%),其次是印度尼西亚(14%)和菲律宾(12%)。

根据《终结结核病战略》所述,到2020年结核病死亡人数减少35%这一里程碑目标,《终结结核病战略》在相应时期内,全球结核病死亡人数仅减少了9.2%。

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预防和早期诊断是结核病治疗的关键

要实现《终结结核病战略》设定的目标,必须以患者为服务提供的核心,而早期诊断和预防是第一步。要实现这一目标,必须具备完善的检测基础设施,以及数量充足、训练有素的工作人员。《2021年全球结核病报告》然而,该报告发现,结核病诊断、治疗和预防服务的支出从58亿美元降至53亿美元,不到全球目标的一半;该目标要求到2022年每年为结核病防治全面筹资130亿美元。

当前形势以及数据的重要性,促使人们日益认识并接受医疗保健工作流程需要改进。机器学习和人工智能(AI)解决方案迅速发展,专门用于满足医疗需求,也让这一认识更容易得到落实。

人工智能技术有助于检测结核病

人工智能在诊断中的作用正迅速扩大。它可在多个方面协助医院和临床医生,包括高效、准确地辅助临床决策、识别医学影像、通过自动化重复性任务简化工作流程、减轻行政负担以及管理治疗。尤其是放射学领域,很快就开始采用人工智能解决方案。这是因为放射学以数据为基础,诊断依赖受过培训的放射科医生对胸部X光片进行目视确认和判读。重大挑战也由此产生。

全球放射科医生短缺是医疗保健领域一个鲜少被提及的难题。地球上79亿人口中,超过三分之二(52亿人)无法获得放射科医生服务。相关专业人才短缺是肺部医疗问题日益加剧的重要原因之一。人工智能解决方案可以在这一领域发挥作用,减轻时间和资源紧张的医学影像专业人员的压力,协助他们处理大量影像数据、对紧急病例进行分诊并生成报告。

许多机构正在开发用于医学影像的人工智能解决方案,其中一家是Qure.ai,该公司已获得美国食品药品监督管理局(FDA)和欧盟(CE)许可,可在胸部X光片上标示并优先识别异常情况。下面来看一个例子,了解Qure.ai的解决方案如何部署,如何帮助缓解问题并完善现有结核病防治体系。

结核病须知
结核病须知
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简化印度拉贾斯坦邦的结核病诊断流程

据世界卫生组织(WHO)称,印度是全球结核病负担最重的国家之一。在这样一个人口稠密的国家,即使是市中心的医院,也难以管理这种传染性极强疾病从诊断到治疗的全流程。城市医疗机构的临床医生主要担忧之一是结核病分诊:资源有限往往导致可能感染的患者在得到恰当诊断前被漏诊。

在印度西北部的拉贾斯坦邦,巴兰县医院服务于一个拥有120万居民的地区。该院是一家三级医疗机构,设有专门的结核病中心,并具备多项放射学服务和能力。患者来自当地居民,也包括邻邦迁入者。2019年,新确诊结核病病例占所有报告病例的比例已超过80%,较往年有所上升。因此,医院的胸科医生难以应对庞大的结核病患者群体,急需援助。

Qure.ai与该医院合作,开始全面部署其人工智能胸部X光解决方案并开展实时测试。该方案融入诊断工作流程后,在多个关键方面提升了临床效率。病例报告率提高了33%,疑似病例失访率从72%降至53%。

从疑似到确诊:人工智能在结核病之外的应用

将人工智能工具用于结核病筛查是一个重要的转折点。《全球结核病报告》建议增加对结核病研究的投资,以推动技术突破并加快创新应用。人工智能干预措施是实现这一目标的有效途径之一。

与此同时,人工智能在全球致死率最高的癌症——肺癌的诊断和治疗中也能发挥关键作用。约75%的患者在确诊后五年内死亡,因为症状往往在疾病晚期才被发现,此时治疗难度更大。初筛时约有35%的肺结节会被漏检,而早期症状通常并不明显,也常被忽视。

如果能更早发现肺癌的生理指标,患者的治疗结果就会显著改善。放射科医生在筛查流程中的一项关键任务是寻找肺结节,并根据其大小、形状、结构、类型、位置和生长情况评估恶性风险。人工智能解决方案也能评估这些特征,还可以扫描CT影像,检测肉眼可能无法发现的肺结节。

因此,人工智能可以作为重要的辅助诊断工具,自动化处理部分重复性流程,增强医生的工作能力,并充当第二双眼睛,确保治疗不会延误。归根结底,人工智能影响医疗保健并造福利益相关方的潜力无穷无尽,唯一的限制是我们的想象力。

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