「真刀真槍」的ISICDM 2018胰腺分割挑戰賽排名揭曉，中山大學計算醫學成像實驗室斬獲冠軍

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文 | 黃錦

來自雷鋒網（leiphone-sz）的報導

近日，ISICDM 2018胰腺CT影像分割挑戰賽獲獎團隊名單公布，來自中山大學計算醫學成像實驗室的蔡官熊、劉守亮、李悅、江傑和郭劍鋒共五位同學在所有隊伍中排名第一，榮獲「一等獎」。

歷時一月，完美收官

ISICDM 2018胰腺CT分割挑戰賽由ISICDM 2018會議組委會聯合陸軍軍醫大學數字醫學研究所和陸軍軍醫大學西南醫院聯合主辦，旨在通過挑戰賽的形式為數字醫學產學研界提供技術交流和展示的平台。

本次大賽於9月20號開始報名，內容分為初賽和決賽，初賽又分為兩個階段，初賽第一階段於10月7日到10月9日進行，共計24小時，初賽第二輪於10月14日上午舉行，共計4小時，決賽於10月14日晚舉行。

此次挑戰賽共有40多個團隊報名參加。在初賽的第一和第二階段，參賽選手們根據大會公開的第一批和第二批測試數據分別提交了分割結果，一共有22個團隊提交了初賽第一輪和第二輪的分割結果。

隨後，兩輪初賽的定量評價（基於 Dice 值）排名前 10 名的團隊進入了10月14日晚的現場決賽。

決賽之夜現場

當晚的現場決賽是本次挑戰賽的一大特色，具有很強的實戰性。挑戰賽組織者現場發放臨床數據，10個決賽團隊輪流上台展示，在台上用自備的電腦當場測試各自的軟體，並通過投影展示軟體的完整操作過程，一層一層的顯示分割結果，以便評委和觀眾能夠仔細觀察。

醫生評委現場點評，從左到右依次為王霄英教授，佟丹教授和陸菁菁教授

最後，挑戰賽的3位演算法評委和3位影像科醫生評委綜合考慮了初賽第一輪和初賽第二輪的定量評估排名和現場決賽6位評委的主觀評估排名之後，評出了一等獎1名，二等獎2名， 三等獎3名，名單如下：

一等獎：李悅團隊 （中山大學）

二等獎：唐曉穎團隊 （南方科技大學）

陳宇飛團隊 （同濟大學）

三等獎：陳榮臻團隊 （廈門大學）

余偉團隊（重慶圖矩科技有限公司，重慶大學）

王一達團隊 （華東師範大學）

真刀真槍，兼具專業和實戰

本次胰腺分割挑戰賽兼具專業性和實戰性。

專業性不僅體現在參賽選手的教育背景和專業水準上（決賽隊伍均來自浙江大學、上海交通大學、廈門大學、同濟大學等中國一流高校），也體現在演算法和醫生評委上。決賽演算法評委包括了電子科技大學的李純明教授，美國杜蘭大學的王玉平教授和平安科技美東研究院的呂樂博士。來自北京大學第一醫院的王霄英教授，北京協和醫院的陸菁菁教授和吉林大學第一醫院的佟丹教授則組成了強大的醫生評委陣容。

其中，挑戰賽的組織者李純明教授是一位在影像分割領域很有建樹的專家，他提出過多個有國際影響力的影像分割模型與演算法，被國內外許多科研和工程技術人員應用或作為進一步研究的基礎框架。他以第一作者身份發表了多篇單篇引用率超過1000次的研究論文，其中兩篇獲得2013年和2015年IEEE信號處理學會最佳論文獎。他指導學生開發的兩個基於水準集的分割演算法在MICCAI(醫學影像分析領域的頂級國際會議)的分割挑戰賽上獲得心臟磁共振影像左心室分割項目的第一名和磁共振影像大腦感興趣區域分割項目的第二名。

因此，李純明教授對標準的影像分割挑戰賽的規則十分熟悉，也了解其中的優劣之處，這也促成了此次挑戰賽在賽程和規則上的改良，加強了比賽的專業性和實戰性。

在實戰性上，參賽隊伍使用的20例訓練數據和16例測試數據均來自陸軍軍醫大學西南醫院的真實臨床數據，每一例都包含層厚為2mm和5mm的兩個增強靜脈期三維CT影像；並且大賽不允許反覆提交分割結果，避免了傳統分割挑戰賽中參賽者通過反覆提交結果刷分數的弊端；初賽和決賽環節的每場比賽時間越來越短，也越來越逼近真實臨床環境；在現場決賽環節，兩輪初賽總成績前十名的團隊到場，自備電腦連接會場的大螢幕，評委和觀眾在台下實時觀看參賽代表的軟體操作過程，真實可信。

緊張備戰的決賽選手

其中，從第一輪初賽10月7日發放數據到9日提交分割結果，共計24小時。而第二輪初賽在會議現場發放數據到提交結果，整個處理過程僅4小時。顯然，第二輪初賽比第一輪在更加緊張，在一定程度上排除了分割後的手工後處理的可能性。因此，初賽的定量評價主要參考了第二輪的分割結果。此外，還可以通過對比各團隊的兩次初賽的結果的變化，把第二輪初賽結果明顯不如第一輪初賽的團隊淘汰出前三名。

奪冠回顧，展望未來

大賽獲獎名單公布以後，雷鋒網第一時間採訪了來自中山大學計算醫學成像實驗室的冠軍團隊。

據了解，中山大學團隊在比賽前期就做了比較詳細的分工，隊伍裡的五位同學各司其職：兩位同學主導分割後的處理設計，其他三位同學分別負責主體分割演算法的構建，現有演算法的復現和對比，以及演算法的數學改進。

「明確的分工讓我們效率高了很多。」中山大學團隊向雷鋒網分享到。

在比賽中，大部分團隊使用的都是U-Net網路，而中山大學團隊的優勢就在於他們負責演算法的同學訓練U-Net時，對輸出做了一個比較有創新性的約束，使得結果更加接近於醫生看圖時勾畫的金標準，進一步提高了演算法性能。

「現場很多隊伍都令我們印象深刻，比如同濟大學陳宇飛老師帶領的團隊，現場展示過程中，他們的演算法思路非常清晰，可視化界面也做得非常好；廈門大學的陳榮臻團隊在現場數據展示中，分工合作很合理，效率高，結果處理得也非常好。」中山大學團隊也稱讚了其他隊伍身上值得學習的地方。

最後，談及本次大賽，中山大學團隊列舉了很多亮點：（1）評委組成合理。現場既有來自北京大學、吉林大學的資深醫生評委從臨床角度對結果進行評價，還有專業領域內的演算法評委對演算法進行評估，又有企業代表從產業界的角度對成果進行指導，評估角度廣，包括了演算法合理性、運行時間、操作難以程度和自動化程度等。（2）最終名次的評估也比較合理。既有初賽的兩次量化結果，又有決賽現場的主觀打分，進行適當加權；（3）賽後會務組跟進嚴謹。因為需使用量化的評價指標Dice，賽後會務組把各個隊伍的各自排名和計算量化指標的都進行了公開，可以方便參賽團隊驗證排名的準確性。

相比於影響力更大更成熟的國際性人工智慧賽事，比如醫療影像大賽LUNA、機器學習比賽Kaggle和天池醫療AI大賽，ISICDM雖然是第一次舉辦胰腺CT影像分割挑戰賽，規模較小，但專業性和實戰性兼備，也為明年的挑戰賽提供了寶貴的經驗。

談到胰腺分割挑戰賽的舉辦初衷，本次ISICDM會議的發起人和程式主席電子科技大學李純明教授表示：「首先，挑戰賽可以給產學研界提供一個技術展示的平台，讓演算法研究的學術同行和醫生和企業人員了解參賽者的技術性能。其次，它可以讓演算法開發者有機會利用醫院提供的臨床數據『真刀真槍』的測試演算法的性能，並一比高低。最主要的是，我希望能在挑戰賽形式上進行一些革新，目的是消除傳統分割演算法挑戰賽的一些弊端，力圖讓參賽選手在更公平和更實戰的環境下進行比賽，展現各自真實的水準。」

可以看到，本次大賽很好的詮釋了李純明教授的初心，展望明年的ISICDM分割挑戰賽，李純明教授也表達了自己的期望：「希望明年的大會能加大宣傳力度，讓更多的人參與進來，還要增加決賽數據量，讓比賽結果更準確更全面的體現分割演算法的性能。」

據雷鋒網了解，2019年的ISICDM挑戰賽會在今年的基礎上做出多項改進，包括：1. 舉辦多個項目挑戰賽，除了分割比賽，還會增加檢測和識別比賽；2. 加大數據量，增加不同模態(CT，MRI，超聲，等等)，不同部位和疾病的臨床數據；3. 增設多項全能分割挑戰賽，讓醫生提供不同模態、不同部位和病灶的數據，讓參賽者現場對不類型的數據進行分割；4.鼓勵演算法創新，在挑戰賽最終排名上會把缺乏創新的團隊淘汰出前三名。

同時，2019年的ISICDM分割挑戰賽將繼續保持今年挑戰賽的優點和特色，邀請更多演算法專家和醫生參與挑戰賽的數據收集和手工標註，制定賽程和規則，以及擔任挑戰賽評委。目前，已經有北京協和醫院等國內頂尖醫院的放射科和其它科室的醫生表示願意根據他們的臨床需求，挑選收集相應的臨床數據用於明年ISICDM挑戰賽，並參與挑戰賽組織與評委工作，隨著更多專家學者的加入，相信明年的ISICDM挑戰賽將會更加精彩，並促進相關技術的研發與落地。

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