AI 檢測皮膚癌，表現已優於人類專家！

近日，研究人員首次表明，深度學習卷積神經網路（CNN）在檢測黑色素瘤方面的表現，已經超過了經驗豐富的皮膚科醫生，這項研究的論文成果發表在了癌症期刊《Annals of Oncology》上。

CNN 是一種人造神經網路，也是人工智慧的一種形式。它模擬了大腦中的神經細胞相互連接，且對眼睛看到的事物產生反映的過程。CNN 能夠快速學習它「看到」的圖像，並在這個學習過程中對自身表現進行改進，體現了機器學習的原理。

卷積神經網路（CNN）是人工智慧的一種形式（圖片來源：123RF）

在這項研究中，研究人員使用了超過 10 萬張皮膚癌圖像及診斷結果對 CNN 進行訓練，提高 CNN 區分惡性和良性皮膚癌的能力。這些圖像都是皮膚鏡圖像，即放大倍數為 10 倍的皮膚病變圖像，其中既包括良性和惡性皮膚癌，也包括皮膚上痣的圖像。在完成訓練後，研究人員使用了 300 張新圖像，來對 CNN 識別癌症的能力進行評估。

在此同時，研究人員邀請了全球 17 個國家的 58 位皮膚科專家，來根據皮膚鏡圖像做出相應診斷。這一過程主要分為兩個階段：第一階段時，醫生們需要根據皮膚鏡圖像，來分辨惡性黑色素瘤或良性痣，並選擇控制病情的相關措施，包括手術、短期隨訪和無需採取措施三個選項；在四周後進行的第二階段，醫生們將會收到患者的年齡、性別和病變部位等臨床信息，以及這些患者的特寫圖像，並根據這些信息再次做出診斷和後續措施決策。

CNN 檢測結果（紅色曲線）與皮膚科專家檢測結果平均值（大型墨綠色圓點）對比。可以看出，當特異度（X 軸）數值相同時，CNN 檢測結果的敏感度（Y 軸）數值明顯高於皮膚科專家檢測結果（圖片來源：《Annals of Oncology》）

研究結果顯示，在第一階段，皮膚科醫生能夠準確檢測到平均 86.6% 的黑色素瘤，同時也可以準確識別出平均 71.3% 的非惡性病變。然而，當 CNN 識別良性痣的準確率達到同樣的 71.3% 時，它檢測出黑色素瘤的準確度竟高達 95%！在第二階段，皮膚科醫生的表現有所改善，能夠準確地診斷出 88.9% 的惡性黑色素瘤和 75.7% 的非癌症病變。

該研究的第一作者，德國海德堡大學皮膚病學系高級管理醫師 Holger Haenssle 教授（圖片來源：海德堡大學官網）

「這些研究結果表明，深度學習卷積神經網路在檢測黑色素瘤的過程中，比經驗豐富的皮膚科專家表現還要好，」該研究的第一作者，德國海德堡大學皮膚病學系高級管理醫師 Holger Haenssle 教授表示：「CNN 可以幫助醫生進行皮膚癌篩查，從而決定是否需要對病變進行活檢。目前，大多數皮膚科醫師已經開始使用電子皮膚鏡系統，將病變轉化為圖像形式並進行存儲，從而方便進行記錄和後續隨訪工作。CNN 可以對存儲的圖像進行快速評估，以獲取關於黑色素瘤診斷的信息。目前我們正在計划進行前瞻性研究，用來評估 CNN 對醫生和患者的實際影響。」

參考資料：

[1] Man against machine: diagnostic performance of a deep learning convolutional neural network for dermoscopic melanoma recognition in comparison to 58 dermatologists

[2] Man against machine: AI is better than dermatologists at diagnosing skin cancer

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