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不眠的福尔摩斯篇: 人工智能如何帮助揭开细胞世界的谜团?

科小二
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在细胞的世界里,有一种叫做“宫颈液基薄层细胞学检查”(LBC)的技术,它就像是一位细胞侦探,主要负责找出潜在的健康隐患。今天,我们要揭秘的是,这位细胞侦探的最新助手——人工智能(AI)!

想象一下,AI 这位超级助手,不仅能加快速度,还能让侦探的工作更准确、更有趣!

一、宫颈液基薄层细胞学——细胞的显微镜下的舞台

那什么是宫颈液基薄层细胞学检查技术呢?

简单来说,它是一种检测宫颈细胞是否健康的技术,与传统刮片技术不同,它是将宫颈细胞样本转化成液体形式,通过显微镜检查,寻找潜在的异常细胞。

“宫颈液基薄层细胞学检查”(LBC)并非特指某一种医学检测方法,而是一类方法的统称。具体到实际应用当中,我们医生或实验室可能会采用到不同类型的 LBC 方法,比如我们比较熟悉的 TCT 便是其中的一种。

这项技术的工作原理是什么呢?

类比于电影中的高清镜头,它能够提供细胞的高清“特写”,帮助医生更清楚地看到细胞的细微变化,从而诊断出病理类型。

△巴氏染色下的宫颈脱落细胞

二、人工智能——细胞侦探的新伙伴

  • AI 的角色定位——“不眠的福尔摩斯”

AI 是一位精通细胞世界的“超级侦探”,能够分析成千上万的细胞图像,可以不用休息也不用喝水,并且比人类医生快得多, 也更少犯错。

在选取某医科大学附属第一医院于 2023 年 2 月至 11 月期间的 1500 例宫颈液基薄层细胞学涂片中,分析比较病理医师单独阅片、人工智能(AI)单独阅片及人工智能(AI)辅助医师阅片三者的灵敏度、特异度和准确度,并比较阅片时间。

结果发现人工智能(AI)辅助医师阅片相比于人工智(AI)能单独阅片和病理医师阅片,具有高灵敏度,特异度及准确度的优势

因此,让人工智能(AI)辅助诊断系统作为“超级助手”来阅片能提高筛查效率,减轻细胞病理医师的工作量,更好地成为细胞侦探的“得力干将”。

AI 是如何工作的?

使用深度学习算法,AI 能像经过高强度训练的侦探一样,识别细胞图像中的异常模式, 通过不断学习,逐渐提高准确率。试想,当病理医生拿到一张切片时,只需要通过显微镜就能观察到细胞是否有癌变。

但是,如果病变组织在切片上分布不均,那么医生就需要反复移动切片来观察。这不仅费时费力,还可能导致漏诊。AI 就可以很好地解决这个问题。

首先,它可以先将大图像分成块,然后自动追踪识别病变区域,放大并进行分析,最后完成病例级别判读并输出结果。这样,医生就可以更高效地完成阅片工作,提高诊断的准确性。

三、AI 的“超能力”——比医生还要细致?

  • 效率提升的“主力军”

如果你有一台超级高效的复印机,能够在几分钟内复印几千份文件,这样的“主力军”在细胞检查中也是必不可少的。AI 就像是这个“复印机”一样,它能够在极短的时间内处理数千张细胞图像,大大减轻了医生的工作负担,使得检查速度快了不少。

通过不断的训练和学习,AI 就像是一个极度细致的“探险家”,能在几分钟内审视成千上万张细胞图像,发现那些微小的变化,就像用放大镜仔细查看每一个细节一样。它的细致程度超出了传统方法,能精准识别到细胞的微小差异,而这些往往是医生难以察觉的。AI 在细胞检查中展现了比医生更细致的“超级侦探”特质。

△三种阅片方式结果分析

当然,AI 也有它的“小毛病”。在阳性检测方面,它的表现相当不错,就像是探测器能准确找到“隐藏的宝藏”。但在假阳性(错误地判断健康细胞为异常)和假阴性(错误地判断异常细胞为健康)方面,AI 还偶尔会犯错。这就像是“超能侦探”有时也会把一些小细节搞混。不过,当 AI 和病理医生联手时,那就是强强联手,错误的数量显著减少,表现也更为出色。

四、AI 与医生的“黄金搭档”——携手作战的完美组合

AI 不能完全替代医生

虽然 AI 很强大,但它更多的是辅助工具。医生的专业判断和经验依然是关键,AI 和医生的合作可以达到最优效果。现在,AI 和病理医生之间的配合,就像是超级英雄组合。

研究表明,当 AI 和医生一起“作战”时,他们的表现几乎是无懈可击的。AI 在识别细胞中的微小异常方面表现得特别好,就像是细胞界的“放大镜”,能够看到传统方法看不到的细节。

未来的完美搭档

未来,随着 AI 技术的不断进步,它和病理医生的合作将变得更加紧密。AI 不仅会继续提升在阳性检测中的表现,还会在假阳性和假阴性方面变得更加准确。这个“超级侦探”将会和他的医生伙伴一起,继续在细胞的世界里探索,发扬医学魅力。

五、揭秘后的新旅程

通过引入人工智能(AI)技术,使宫颈液基薄层细胞学检查迈入一个全新的时代。AI 病理应用领域 90%集中于宫颈癌,中国宫颈癌发病率和致死率高居第六,宫颈癌是常见的妇科恶性肿瘤,是唯一可以通过早期预防和治疗消灭的癌症。

中国宫颈癌发病率日趋攀升,近年来国家推动“两癌”筛查工作,AI 病理辅助宫颈癌的筛查,能够有效提高筛查效率有了 AI 的辅助,大大提升了筛查的效率和准确性。

让我们一起期待,在未来,这位侦探与“不眠的福尔摩斯”之间将继续揭开更多健康的秘密。这更是迈向更高效、更有效的医疗系统的一大步, 为我们人类守护健康的未来。

参考文献:

[1] Sung H, Ferlay J, Siegel R L, et al. Global cancer statistics 2020: GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries[J]. CA: a cancer journal for clinicians, 2021, 71(3): 209-249.

[2] Cohen P A, Jhingran A, Oaknin A, et al. Cervical cancer[J]. The Lancet, 2019, 393(10167): 169-182.

[3] Canfell K, Kim J J, Brisson M, et al. Mortality impact of achieving WHO cervical cancer elimination targets: a comparative modelling analysis in 78 low-income and lower-middle-income countries[J]. The Lancet, 2020, 395(10224): 591-603.

作者:倪冰彦,兰溪市人民医院兰江院区;

薛舒曼,温州医科大学仁济学院。

指导老师:马骏,温州医科大学附属第一医院。

评论
臭皮匠心
学士级
让我们一起期待,在未来,这位侦探与“不眠的福尔摩斯”之间将继续揭开更多健康的秘密。这更是迈向更高效、更有效的医疗系统的一大步, 为我们人类守护健康的未来。
2024-10-09
姝儿baby
学士级
AI技术正在细胞生物学的多个领域内提供支持,从基础研究到临床应用,AI的应用前景广阔,有望为细胞生物学领域带来革命性的变化。
2024-10-09
臭皮匠心
学士级
人工智能在揭开细胞世界的谜团中发挥了关键的作用。通过解析蛋白质结构、分析细胞构成和理解细胞通信,人工智能不仅帮助科学家们更深入地理解了细胞生物学,也为疾病的诊断和治疗提供了新的可能性。相信随着人工智能技术的不断发展,我们可以期待更多关于细胞世界的惊人发现。
2024-10-09