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科学家研发AI病理学大模型,为病理学诊断 [复制链接]

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“Nature编辑迅速意识到这是一个里程碑式的科研成果,于是快速处理了稿件。最终这篇论文在5个月内就被接受,远远快于Nature平均天的接受时间。”谈及自己和合作者的最新论文,美国华盛顿大学王晟教授表示。

王晟(来源:王晟)

审稿人也表示,在数字病理学领域这是一个前所未有的工作,非常期待看到它能改变病理学的科研和临床范式。

研究中,王晟和合作者研发出一个超多参数的病理学大模型,也是全球第一个能针对“整张”病理图片进行建模和分类的模型。

他们将本次模型在来自28个癌症中心的3万个病人数据上进行训练和验证。

结果显示,该模型在26个任务中的25个任务上取得最佳效果,证明了其有效性和普适性。

王晟表示,本次成果是医生的有力助手、普通人的福音、医学院的辅助教材。

“这项研究的成功让我们对AI方法在癌症治疗中的应用充满信心,也将成为癌症治疗领域的新开始。”他说。

随着技术的进一步发展,本次AI模型有望在癌症诊断和治疗中发挥越来越重要的作用,为全球数百万癌症患者带来新的希望。

预计其将带来以下应用:

其一,成为医生的有力助手。

首先,AI病理学模型医院,成为医生进行病理学诊断的初筛工具之一。

这一模型能够迅速分析病理图像,提供初步诊断意见,帮助病理学家更高效地做出准确诊断。

这不仅能提高诊断速度,还能减轻病理学家的工作负担,让他们有更多时间处理复杂病例。

其二,成为普通人的福音。

在缺乏高水平病理学家的地区或国家,AI病理学模型将成为一种替代方案。

普通用户可以直接使用这一模型对他们的病理学图片进行分析,获得可靠的诊断结果。

这将大大改善医疗资源不足地区的诊断水平,确保更多患者能够及时得到准确的诊断和治疗建议。

其三,成为医学院的辅助教材。

培养一个合格的病理学从业者需要大量时间和金钱,而AI模型可以作为医学院的辅助教材。

通过提供大量标注的学习样本,AI模型可以让医学院学生接触到更多病理学案例,提升他们的学习效率和实践经验。

总的来说,AI病理学模型在医生、普通人和医学生三个方面展现了广阔的应用前景。它将推动病理学领域的发展,提高癌症诊断的效率和准确性。

(来源:Nature)

让模型不再“看了后面忘了前面”

据介绍,每年全球因癌症去世的人数超过一千万人,快速并且准确的诊断癌症非常重要。

病理切片检查是最直观最可靠的诊断肿瘤的方法,也是每一个癌症病人被确诊癌症的必须手段之一。

病理检查将患病器官直接取下的病灶制成切片,放在显微镜下观察,然后判断是否为恶性肿瘤,预测对应的病理分型,从而决定相关的治疗手段。

鉴于病理检测的大量需求和繁琐工作量,设计准确的AI模型来将上述过程进行自动化,会带来极大的价值。

病理切片分析过程可以建模为一个图片分类的问题,即给定一个病理切片的图片,用AI模型来将图片分类到恶性或者良性的病理分型。

但是,与传统图片分类模型(例如将动物图片分类到猫或者狗)的不同之处是,病理图片非常大。

一个普通的病理图片甚至高达10万乘以10万个像素,而传统AI图片的分类器一般是针对*像素的图进行设计的。

这么一整张病理图片会占据很大的内存空间,无法完整地放入AI模型,进而使用图形处理器(GPU,GraphicsProcessingUnit)加以训练。

因此,现有的AI模型都无法对“整张”(whole-slide)病理图片进行建模。

为了解决这个问题,王晟等人发现要对整张10万乘以10万个像素的病理图片进行建模,核心的技术难点解决长文章建模的问题。

即让模型能够对一个超长的文字序列进行整体建模,而不会出现“看了后面忘了前面”的情况。

一个病理图片对应的数据规模约等于15万个字的一个长文章。举例来说,让一个人去连续读15万个字的文章,那必然会出现看了后面忘了前面,无法从全局角度去理解这个长文章的情况。

对AI模型来说,难点是相同的,AI模型也无法完全理解和消化这个长文章。

因此,长文章建模是自然语言处理领域的一个长久的问题,也是最核心的问题之一。

近年来,ChatGPT和GPT4引起的大模型潮流,让长文章建模问题得到了广泛的

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