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57岁的老邱怎么也没想到,一趟再普通不过的糖尿病复查,竟成了改写命运的转折点。
这位宁波的退休泥瓦匠,那日只是像往常一样走进医院,验血、开药、准备回家。他不知道的是,在他离开后的某个时刻,一道无形的目光——胰腺癌早筛AI模型PANDA,正静静审视着他的平扫CT影像。不久后,一个陌生电话打来,“您得再来一趟。”
胰腺癌,这个素称“癌中之王”的恶疾,擅长潜伏、善于伪装,一旦确诊往往已是晚期,五年生存率不足一成。而这一次,AI在肿瘤尚不足两厘米、肉眼几不可辨的“寂静期”,就提前发出了预警。手术刀沿着AI标记的轨迹划过,病灶被完整切除,老邱至今无瘤生存。
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《西游记》里,齐天大圣孙悟空闯入地府,让判官为乐善好施的寇员外添了一纪阳寿,这是神话。现实世界里,在海军军医大学第一附属医院(上海长海医院)金钢教授团队手中,“改写生死簿”的故事正在上演——AI在无数张平扫CT中捕捉人眼难辨的蛛丝马迹,在肿瘤尚未“亮出獠牙”时就将其锁定,让无数本已被判“死刑”的患者,抢回了那一线生机。
一
那是一个寻常秋日,老邱像往常一样走进医院。他挂的是内分泌科,查的是糖尿病,流程与过去很多次复查别无二致。做完检查,他揣着药回了家,准备像往常一样,等报告出来、医生看一眼、配点药……
然而,不久后,一通来自肝胆胰外科的电话打来,“您得再来一趟。”
老邱懵了。他明明只是来看糖尿病的,CT报告上也没写什么异常,怎么就被外科“盯上”了?
到了医院,医生指着电脑屏幕上的影像,告诉他一个从未想过的可能:你的胰腺上,有一个极其微小的病灶,可能是癌。
“可是报告上没写啊?”老邱不解。
“报告没写,是因为肉眼看不见。”医生回答,“但AI看见了。”
后来的事,像是一场惊心动魄的赛跑。无影灯亮起,那个尚不足两厘米的病灶被完整切除。病理报告出来的那一刻,老邱长舒一口气——是癌,但好在是早期。
同样的经历,发生在77岁的范奶奶身上。年初,老人在医院进行胆道手术复查。不曾想,腹部平扫CT显示,她的胰腺里正藏着一颗“定时炸弹”。被确诊胰腺癌时,病症还处在早期。经手术治疗后,范奶奶捡回了一条命,“现在手术之后不用化疗,药也不需要吃”。
像老邱和范奶奶这样的“幸运者”,还有不少。在宁波某医院筛查的4万多人中,AI找出了2例常规检查完全未能发现的早期胰腺癌——其中一例,病灶仅有1.5厘米。在更广的范围里,PANDA已在18万余张平扫CT中,捕捉到24例被忽视的病灶,其中一半以上尚在早期。
每一例,都是一次与“癌王”赛跑的胜利;每一个数字背后,都站着一个劫后余生的人。
二
要理解这些数字的意义,得先明白一个残酷的事实:胰腺癌,凭什么被称为“癌中之王”?
金钢说,胰腺,这个长约15厘米的器官,安静地躺在胃的后方、脊柱的前方,紧邻着十二指肠、胆总管,以及门静脉、肠系膜上动脉等人体最重要的血管。它如此深藏不露,以至于常规体检时,医生摸不到它,B超也常常看不清它。
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来源:东方IC
而正是这种“深藏不露”,让它成为了最可怕的潜伏者。
当胰腺癌还在早期、肿瘤直径不足两厘米时,它往往不发出任何声响——没有疼痛、没有黄疸、没有消瘦。等到它终于露出獠牙——上腹隐痛、腰背酸痛、消化不良、不明原因的体重下降——往往为时已晚。超过80%的患者在确诊时,肿瘤已经局部浸润或远处转移,失去了手术根治的机会。
更棘手的是,即便出现症状,也极易被误判。上腹痛?可能是胃病。腰背酸痛?大概是腰肌劳损。突然血糖升高?也许是糖尿病。这就是“癌王”的狡猾之处——它会在你毫无防备时布下陷阱,会用最普通不过的症状来伪装自己。在中国,胰腺癌的五年生存率仅为8.5%,居所有恶性肿瘤之末。
而那些极少数在早期被发现的患者,命运则截然不同。金钢透露,肿瘤直径不足1厘米且无淋巴结转移,术后五年生存率可提升至85%。早、晚,一字之差,天壤之别。
问题在于:如何抓住那个稍纵即逝的早期窗口?很长一段时间里,答案都是令人沮丧的。
长海医院放射诊断科副主任医师曹凯介绍,一般来说,增强CT被认为最适合观察胰腺癌。医学上有两种CT:平扫CT与增强CT。后者照之前需要先打一针造影剂,增强图像的对比度。社交平台上,常常能刷到有人在吐槽增强CT带来的副作用:恶心、想吐、身体潮热……
于是,问题又回到了原点:早期肿瘤在没有侵犯到周边组织时,患者并不会感到不舒服。既然没有不舒服,为什么得挨一针?因此,在医学上,增强CT是胰腺癌的诊断方法,而非筛查方法。无法筛查,就会困在“发现即晚期”的循环里——悲剧一遍遍重复上演。
三
2023年11月,一篇叫作《通过平扫CT与深度学习的大规模胰腺癌检测》的论文在国际顶级学术期刊《自然·医学》(Nature Medicine)上发表了。这篇论文介绍了一种通过AI和平扫CT来开展胰腺癌早筛的方式,以及一个取名为DAMO PANDA的胰腺癌筛查AI模型。
曹凯,是这篇轰动医学界论文的第一作者。每段故事都会有一个起点,生物医学工程出身的曹凯,又是如何与AI结缘的?
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“2018年,我还在医院普外科实习,带教的主任被查出胰腺癌晚期。”曹凯陷入回忆,当时,医院集中了最好的胰腺癌诊疗资源,但由于发现太晚,最终回天无力。
目睹对自己关照有加的恩师离世,曹凯一度难以释怀。后来,成为放射科医生的他,翻阅了老师生前的体检资料,发现了一张胰腺癌确诊前10个月,为肺结节筛查而拍摄的平扫CT片子。
再回首,确实能看出胰腺部分的影像是有一些微小异常的。只是当时,所有人的目光都集中在肺结节的诊断上,那处关键的蛛丝马迹,被漏过了。
2020年前后,AI行业发展得如火如荼。彼时在生物领域里,后来斩获诺贝尔化学奖的AlphaFold,刚刚问世。一个念头萌生,如果AI能做“第二双眼”,或是作为“质控”,老师的悲剧是不是就可以挽回。
研究很快启动。理论其实不难理解:确诊胰腺癌的病人,往往既做过增强CT,也做过平扫CT,将增强CT上的病灶对应着标注到平扫CT上,将其作为“教材”让AI学习……大家发现,AI真的能识别胰腺癌,甚至是2厘米以内的早期病灶!而十多家医院的多中心验证,给了曹凯更大的信心。
当然,这个1米9的大个男孩还有个心结要解。他把老师的平扫CT“喂”给了AI,系统发出了警报,那一刻,他哭了。
那篇发表在顶级学术期刊的封面,就是老师的平扫CT片,和AI的读片结果。
四
在实际应用中,判断医疗模型是否准确的指标有两个:敏感性和特异性。前者是指病人不健康、AI报不健康的准确度——防漏诊;后者则是病人健康、AI报健康的准确度——防误诊。
“刚开始的时候,模型还是有报错、漏诊的情况,我们就建立‘错题集’,让它反复学。”曹凯说,慢慢地,模型既能准确找出患者,又基本不会误报。正因为这样出色的表现,它被FDA(美国食品药品监督管理局)认定为“突破性医疗器械”。
“在门诊、体检中心的使用中,还是会遇到问题,这也成为我们创新的来源。”曹凯介绍,比如,体检中心的平扫CT普遍是低剂量的,这就意味着图像会存在噪声,让模型识别变得困难;又比如,模型能不能发现更小的病变,让患者在更早期就得到治疗……
“还有就是,模型报阳性了,医生又该如何去判断,尤其是我们看片子没有发现异常的时候。”曹凯变得严肃起来,“巨大的焦虑,不是给病人的,是给放射科医生的,这通电话,我该不该给病人打。”
接触病人,是要付出代价的。医生要避免让患者经历疑似胰腺癌的恐惧,接受不必要的复诊,甚至忍受昂贵且有创的后续检查——最终发现自己是健康的。
“现在有很多生成式模型,能让图片动起来。我们再让模型学习平扫CT和增强CT之间的区别,将平扫CT‘翻译’成有造影剂效果的增强图像,为医生提供一个可视化的‘拐杖’。”曹凯告诉记者。
五
年初,《纽约时报》的整版报道,让这项中国技术成为全球瞩目的明星。然而,在肝胆胰脾外科主任金钢的办公室里,这位上海著名的胰腺“一把刀”,却反复强调一个词:战战兢兢。
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“算法和模型,只是我们研究的一部分,远非全部。”金钢说,在医院里,这项技术从未被当作“爆款”来炫耀,甚至显得有些“静悄悄”,为什么?
“因为医学AI,直接面对的是人。”
在很多人看来,AI的强大源于算法。但在金钢这里,算法只是“面子”,数据才是“里子”。自2013年担任科主任以来,他便未雨绸缪,不仅“攒下”了高精度、大样本量的医学影像,还有与之精确配准的结构化病理报告和病历,“医疗大数据,不能只有姓名、年龄、家庭住址不一样,疾病描述都是复制黏贴”。
算法“精度”上去了,可金钢还是战战兢兢。他算了一笔账:胰腺癌的发病率是10万人中12到15例。假设开发出一个算法,敏感性是100%,特异性达到99%——这在医学AI领域已经是相当惊人的成绩,但扩大到10万人中筛查,会发生什么?
“在找到全部胰腺癌的同时,你发现会弄出很多假阳性。”金钢说。
如果10万人中有12人确实患病,算法正确找出了他们;但还是有近千人是误报的。“这部分人中,会有很多因为焦虑发生心理问题。”金钢的表情变得严肃起来,“如果大规模筛查弄出那么多假阳性,我们无法承受。”
因此,团队在研发中,除了不断提高敏感性,更注重提高特异性,“确保绝对不能误伤他人”。
金钢的号,很难抢到,他说自己不需要“靠AI引流”。他需要的,是让这项技术真正“向善”,成为守护生命的无形之网。最近一年,除了门诊、手术,团队一直在忙碌的事情,是如何将这套AI系统部署落地——各个医院的信息化系统、流程、场景,“这是一个海量工程”。
六
“战战兢兢”的金钢,还是有些“藏着掖着”,对最近在做什么讳莫如深。
但,无所不能的AI搜索到,上海长海医院为一名华侨动了手术,用的是基于平扫CT的胰腺癌AI危险分级系统。
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“这是我们的‘刹车系统’,刹医生的车。”他还是透露了些,“这套算法里,会提示中高危和低危,我们再结合国际领先的液体活检技术,让有限的医疗资源集中到真正需要被‘看见’的人身上。”
曹凯那边,也没闲着。影像科医生发现,平扫CT覆盖的范围挺大,以前老盯着某个器官,真是大材小用了,“能不能‘一扫多查’或者说‘泛癌筛查’”。他们的愿景是,大家拍一张平扫CT,就可以获得多种疾病的风险预警,这里面包括胰腺癌、食管癌、胃癌、结直肠癌、肝癌这样的高发癌症。
“在上海,基层的社区卫生服务中心已经大量配备了CT,这是筛查能做起来的前提。”曹凯点赞道。
老邱在手术后,恢复得很好。他常常回忆起那个下午,甚至想象过一个平行时空里的自己——没有AI,没有那通电话,他照常回家,照常吃药,照常过他的日子。直到某一天,疼痛突然来袭,一查,晚期。然后是一轮又一轮的化疗,是手术台上那道长长的刀口,是家人眼中无法掩饰的焦虑与悲伤……他不愿再想下去。
而现在,那个平行时空里的悲剧,被一个AI模型,轻轻改写了,就像大圣改了生死簿一样。
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原标题:《AI改写了“生死簿”|新民特稿》
栏目编辑:潘高峰
本文作者:新民晚报 郜阳 实习生 张依文
题图来源:海螺AI
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