在醫(yī)療領(lǐng)域,病理檢測(cè)是腫瘤診斷的金標(biāo)準(zhǔn),是確診腫瘤惡性、良性和有創(chuàng)治療方案的關(guān)鍵一環(huán),通常出報(bào)告的時(shí)間需要3-5天。數(shù)據(jù)顯示,2022年中國(guó)惡性腫瘤的死亡病例約為257.42萬(wàn)例,快速并且準(zhǔn)確的診斷癌癥對(duì)病人來(lái)說(shuō)非常重要。
作為國(guó)內(nèi)頂級(jí)醫(yī)療機(jī)構(gòu)廣州市第一人民醫(yī)院的病理科醫(yī)生,楊耀湘這幾年一直在研究人工智能輔助臨床工作的可行性,并取得了多項(xiàng)原創(chuàng)研究成果,她在2021年主導(dǎo)開(kāi)發(fā)的“數(shù)字化病理存儲(chǔ)系統(tǒng)”在12個(gè)月的研發(fā)進(jìn)程里,“研讀”了300余本病理診斷書(shū)籍,“閱覽”100萬(wàn)張數(shù)字切片,覆蓋中國(guó)每年90%癌癥發(fā)病人群罹患的癌種,實(shí)現(xiàn)了廣州市第一人民醫(yī)院在病理人工智能領(lǐng)域從“單模專(zhuān)病”到“一模多病”的突破,“數(shù)字化病理存儲(chǔ)系統(tǒng)”在病理數(shù)據(jù)(包含切片)存儲(chǔ)過(guò)程中特別強(qiáng)化了對(duì)食管癌、乳腺癌等中國(guó)高發(fā)病的識(shí)別能力,使其更加貼近我國(guó)臨床實(shí)際需求,在多器官泛癌分類(lèi)、淋巴瘤亞型診斷、膀胱癌篩查等近50項(xiàng)任務(wù)中,該系統(tǒng)的準(zhǔn)確率超過(guò)95%。只要將疾病的數(shù)字病理切片輸入到內(nèi)置了病理大模型的系統(tǒng)中,電腦屏幕就能隨即顯示病理診斷的各種可能性,幫助醫(yī)生完成病情研判。特別是AI模型DeepSeek在今年春節(jié)期間推出以后,她認(rèn)為AI在病理診斷領(lǐng)域大有可為。
圖:“數(shù)字化病理存儲(chǔ)系統(tǒng)”內(nèi)置的病理大模型原理示意圖
“過(guò)去一張組織切片的顯微鏡下診斷需要耗時(shí)5至10分鐘,現(xiàn)在單切片AI計(jì)算時(shí)間僅為秒級(jí),一名醫(yī)生40分鐘的閱片時(shí)間和在顯微鏡下逐個(gè)切片診斷的工作流轉(zhuǎn)變?yōu)槿藱C(jī)互動(dòng)審核的AI診斷結(jié)果”楊耀湘說(shuō)到。
AI在病理檢測(cè)大有可為
從送檢組織中精準(zhǔn)挑出的關(guān)鍵標(biāo)本,迅速浸入特制溶液,固定細(xì)胞形態(tài)。緊接著,標(biāo)本依次歷經(jīng)脫水、透明、浸蠟、包埋等流程,搖身變成蠟塊,經(jīng)過(guò)切片、染色后才被送到病理醫(yī)生的顯微鏡下,擁有揭曉患者疾病真相的機(jī)會(huì)。
這就是病理科的工作日常,主要包含取樣、制片、診斷和報(bào)告四步。其中,通過(guò)開(kāi)放手術(shù)、內(nèi)鏡檢查或經(jīng)皮穿刺活檢獲取的標(biāo)注屬于組織學(xué)樣本,常與外科手術(shù)掛鉤;通過(guò)體液、拉網(wǎng)、細(xì)針穿刺、脫落細(xì)胞等途徑獲取的是細(xì)胞學(xué)樣本,典型場(chǎng)景之一是宮頸癌篩查。
一名專(zhuān)業(yè)的病理科醫(yī)生,主要負(fù)責(zé)樣本切片、診斷和報(bào)告。但病理檢測(cè)需求多、工作量繁瑣,目前基本由人工來(lái)完成,從提取樣本到出診斷報(bào)告通常需要3~5天時(shí)間。但任何一個(gè)環(huán)節(jié)達(dá)不到要求,都可能影響病理報(bào)告的準(zhǔn)確性——臨床醫(yī)生根據(jù)病理診斷報(bào)告來(lái)決定腫瘤患者接下來(lái)的治療方案,比如下一場(chǎng)手術(shù)要不要做,是全切還是半切。
“同行經(jīng)常開(kāi)玩笑說(shuō)病理科醫(yī)生是全才,不僅要對(duì)患者負(fù)責(zé),還要給主刀醫(yī)生出主意,是‘醫(yī)生的醫(yī)生’。”楊耀湘表示,病理科的樣本來(lái)自醫(yī)院各個(gè)科室,疾病類(lèi)型涵蓋腫瘤和非腫瘤,對(duì)病理科醫(yī)生的知識(shí)儲(chǔ)備要求很高,病例的復(fù)雜性直接決定了醫(yī)生診斷的工作量。
例如,對(duì)于慢性胃炎切片,資深醫(yī)生只需掃一眼顯微鏡就能得出結(jié)論,但對(duì)于與臨床科室合作的四級(jí)手術(shù)(手術(shù)難度大、風(fēng)險(xiǎn)高、技術(shù)要求嚴(yán)格的一類(lèi)手術(shù)),被切除的腫瘤涉及大量組織樣本切片,需要一張張仔細(xì)查看,完成一個(gè)病例的診斷需要花費(fèi)更久的時(shí)間。
而且,在病理科,培養(yǎng)一名可以獨(dú)立寫(xiě)診斷報(bào)告的醫(yī)生,大約需要8年。在其他科室,同樣的從業(yè)時(shí)間已經(jīng)是有一定資歷的醫(yī)生了。而且不同地方、不同級(jí)別的醫(yī)院,病理醫(yī)生的工作量也有很大區(qū)別,在北京有醫(yī)院的常規(guī)組織學(xué)標(biāo)本的診斷量接近4萬(wàn)份,但在某些縣城醫(yī)院,一年接收到的標(biāo)本量不到1萬(wàn)份,不同的工作量也拉開(kāi)了病理醫(yī)生之間的差距。
但現(xiàn)實(shí)情況是,國(guó)內(nèi)真正具備閱讀病理切片、開(kāi)具報(bào)告能力的醫(yī)生,數(shù)量卻非常有限。根據(jù)《病理科建設(shè)與管理指南(試行)》要求,每100張病床需配備1至2名病理醫(yī)師。截至2021年末,中國(guó)醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)床位數(shù)量約為880.7萬(wàn)張,按最低標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算,病理醫(yī)師需求量約為8.8萬(wàn)人,而實(shí)際在冊(cè)的病理醫(yī)師僅約1.86萬(wàn)人,缺口高達(dá)約6.9萬(wàn)人。
人工智能技術(shù)推動(dòng)下,病理檢測(cè)成為最早探索的領(lǐng)域之一。病理AI(人工智能)能大幅提高病理醫(yī)生的閱片速度,提升病理診斷效率,彌補(bǔ)病理醫(yī)生的缺口,賦能病理診斷行業(yè)發(fā)展。
“數(shù)字化病理存儲(chǔ)系統(tǒng)”讓數(shù)字圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)更安全、高效
楊耀湘表示,AI病理診斷流程包括人工制片、數(shù)字化、AI讀片、醫(yī)師讀片、出具報(bào)告五步,其中數(shù)字化——通過(guò)高清掃描設(shè)備將病理切片轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字圖像是AI病理診斷的基礎(chǔ)。楊耀湘指出,對(duì)于CT、超聲等“一步出片”的影像學(xué)檢查項(xiàng)目,數(shù)字圖像是現(xiàn)成的。資料顯示,數(shù)字化后的單張病理切片總像素可高達(dá)140億,是用于訓(xùn)練常規(guī)圖像識(shí)別AI模型的數(shù)據(jù)量的數(shù)萬(wàn)倍,“數(shù)字化病理存儲(chǔ)系統(tǒng)”讓數(shù)字圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)更安全、高效。楊耀湘建言,對(duì)于擁有大量病理數(shù)據(jù)的醫(yī)院,應(yīng)在保障數(shù)據(jù)安全和患者隱私的前提下,探索合理的數(shù)據(jù)共享與合作機(jī)制,促進(jìn)AI病理診斷技術(shù)的均衡發(fā)展,提升我國(guó)整體病理診斷水平,為患者提供更優(yōu)質(zhì)、高效的醫(yī)療服務(wù)。(李堅(jiān)勝)