重磅研究首次表明：AI檢測皮膚癌，表現已優於人類專家！

葯明康德/報導

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」的影像，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10萬張皮膚癌影像及診斷結果對CNN進行訓練，提高CNN區分惡性和良性皮膚癌的能力。這些影像都是皮膚鏡影像，即放大倍數為10倍的皮膚病變影像，其中既包括良性和惡性皮膚癌，也包括皮膚上痣的影像。在完成訓練後，研究人員使用了300張新影像，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，來根據皮膚鏡影像做出相應診斷。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影像，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資訊，以及這些患者的特寫影像，並根據這些資訊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。

「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，將病變轉化為影像形式並進行存儲，從而方便進行記錄和後續隨訪工作。CNN可以對存儲的影像進行快速評估，以獲取關於黑色素瘤診斷的資訊。目前我們正在計劃進行前瞻性研究，用來評估CNN對醫生和患者的實際影響。」

點擊「閱讀原文（Read More）」，即可訪問原始論文頁面。

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