2017年5月25日 星期四

不只圍棋alphaGO,皮膚科醫師也會被人工智慧(深度神經學習網路)取代?



2017年1月,最重要的科學雜誌之一Nature,刊出了一篇點名挑戰皮膚科醫師的文章:

Dermatologist-level classification of skin cancer with deep neural networks

Nature 
542,
 
115–118
 
 



既然都被Nature點名了,當然要讀一下這篇文章,2017年初人類頂尖高手群在網路圍棋被alphaGO殺成60連敗,那皮膚科醫師跟深度神經學習網路的電腦比賽,診斷皮膚癌,會不會也慘敗呢?

這篇文章的作者來自史丹佛大學的學者,有EE(電機)背景的,也有皮膚科醫師,皮膚癌是最容易使用視覺圖像診斷的癌症之一,包括臨床與病理切片,每個皮膚科醫師都經過訓練與學習,但這次我們遇到的對手是深度卷積神經網絡(Deep Convolutional Neural Network, CNN),這個深度神經網路透過學習相片與診斷,學習了2032種病的129450張臨床相片,人類代表則是21個通過美國皮膚專科醫師考試的皮膚科醫師。

考試的內容呢,主要是區分
1.惡性角質細胞腫瘤(keratinocyte carcinoma)和良性老人斑(seborrheic keratosis) 
2.惡性黑色素癌跟良性痣
這兩個考題確實是臨床皮膚科醫師最常遇到的問題,標準答案則根據病理切片結果決定。

考試的範例就像這樣,包括臨床照片和色素病灶的皮膚鏡照片。


考試結果:


紅色點點代表一個皮膚科醫師,綠色十字是皮膚科醫師的平均表現,藍色曲線是電腦學習網路的AUC線,可以看到,在上排人類和電腦表現非常接近,前兩項考試還算勢均力敵,但在診斷黑色素癌的皮膚鏡照片上,電腦的表現似乎還稍微略勝一籌...

下面三個圖則是,如果給電腦更多張相片考試(人類看這麼多張可能會累XD)可以得到更漂亮平滑的曲線,AUC可以達到0.94-0.96,真的非常恐怖!


這個經過學習的神經網路,診斷的功力和人類皮膚科醫師,至少有一樣的水準!甚至可能更超越人類診斷的敏感性/特異性。
(我恐怕要失業了 哭)

當然皮膚科醫師的價值不只是在看照片做診斷,我們還會詢問病史,做整體理學檢查,給予衛教以及安排適合病人的個人化治療計畫,

這篇短短的論文,給了我們輔助診斷工具的希望,也是個要提昇自己更多樣能力的警訊。