Google AI 在醫療領域的應用

2018-06-08 11:14

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Google AI 產品經理 Daniel Tse 說明AI如何幫助解決醫療上所面臨的問題與實際應用案例。(Photo by Google)

Google AI 產品經理 Daniel Tse 說明AI如何幫助解決醫療上所面臨的問題與實際應用案例。(Photo by Google)

Google 希望讓所有人都能享受人工智慧帶來的好處

並透過以下三種方式以達成使命:

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● 打造更貼近使用者需求的產品
● 幫助更多企業與開發者創新
● 提供不同工具以幫助研究人員解決現實生活中遇到的重大挑戰

人工智慧 (AI) 以及機器學習 (Machine Learning)

人工智慧是能讓事物變更聰明的科學,而機器學習則是訓練機器透過學習使其變得更 聰明。

● 機器學習運作方式:藉由訓練影像辨識模型,提升效率與精準度,並且可以辨 識不同類型的影像輸入。

○  訓練:舉例來說,當你今天要訓練機器辨識在影像中貓或狗的特徵,你 可以輸入上千張貓的影像,並且指認這是貓,而不需要描述有關貓咪的 特徵,機器即可從輸入的例子中自己學習辨認貓的影像。

○  推理:機器學會從數以千計的訓練模型中辨識出貓的影像後,接下來它 可以在之後的每張影像中自動辨認出貓的圖像而無須透過人工介入。

人工智慧在醫療領域的研究現況

自 2013 年以來,機器學習在健康與生命科學領域的研究文獻數量已成長超過 20 倍, 而機器學習可為醫療領域面臨的兩大挑戰帶來幫助:

●  需透過人工瀏覽大量資料:新技術的採用,使得近年來需要透過醫生篩選及判 讀的資訊量大幅增加,尤其是在掃描或例行影像程序。

●  專家與醫生人力的短缺:放射科醫生以及其他專業醫生在全球都面臨短缺的狀 況,而在慢性疾病 (如糖尿病與心臟病) 發病率不斷增加的情況下只會更糟 。

機器學習在醫學影像辨識上的應用案例

● 協助診斷糖尿病視網膜病變 (Diabetic Retinopathy, DR):○ 背景:

■ 全球有 4.15 億的糖尿病患者,糖尿病的常見併發症之一是糖尿病 引起的視網膜病變,而這也是全球失明人數迅速攀升的主因。為 預防失明,糖尿病患者每年都應進行一次篩檢,而檢測糖尿病眼 疾的常見作法就是檢查眼底圖像

■ 拍攝眼球底部的影像後,則會依據患者病變輕重程度分級,在檢 測過程中,醫生觀察的影像都是檢驗眼球出血和滲液的指標。

■ 而全球具有經驗與知識的專家人力面臨短缺,印度因缺少近 12.7萬名眼科醫生,導致近 45%的患者在接受診斷前就已經失明。

視網膜眼底成像案例:左側為健康的視網膜、右側圖像是因存在多個出血 (紅點),而引起的糖尿病視網 膜病變的視網膜。(Photo by Google)
視網膜眼底成像案例:左側為健康的視網膜、右側圖像是因存在多個出血 (紅點),而引起的糖尿病視網 膜病變的視網膜。(Photo by Google)

○ 導入深度神經網路 (Deep Neural Network, DNN) 來判讀眼底圖像:

Google 研究團隊與美國掃描影像單位及印度醫學單位合作,獲得大量的影像案例作為研究基礎。我們首先建立影像標籤工具,並聘請 54 名眼科醫師辨識成像,再運用 Inception (又名 GoogLeNet)的神經網路演算法辨識了約130,000 張成像以進行訓練,並依據判斷呈現五種等級的辨識結 果。這個數據集目前被用來訓練深度神經網路,以協助醫師診斷 糖尿病視網膜病變,同樣運作的原理也被應用在 Google 相簿 中。

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