發(fā)布日期：2017-08-09
當16歲的Kavya Kopparapu沒有參加會議，沒有發(fā)表演講或組織學校生物信息學小組，沒有練鋼琴或者管理非盈利組織的時候，她總在思忖著如何打發(fā)她的空余時間。 2016年6月份，高二那年的暑假，Kopparapu正在尋找可以應用其計算機科學技能的新項目。很快，她將目光鎖定她的祖父——生活在印度東部海岸小城市的一位老人。 她的祖父從2013年開始出現了糖尿病視網膜病變的癥狀，這是一種糖尿病的并發(fā)癥，會損害視網膜血管并最終導致失明。雖然他的視力還是惡化了，但至少他獲得了治療，怎么說還是比較幸運的。雖然早期的藥物和手術治療可以阻止或者扭轉視力損傷，但大多數患者并沒有機會獲得這些治療方案。 Kopparapu非常清楚這些數據：全球4.41億糖尿病患者中，三分之一伴有視網膜病變，其中一半得不到治療。在病情嚴重的患者中，半數將在五年內完全失明。這些患者大多數都是窮苦之人。 Kopparapu說：“缺乏診斷是最大的問題。在印度，雖然有項目會派遣醫(yī)生到農村和貧民窟為人們看病，但是患者那么多而眼科醫(yī)生十分有限。”如果當地診所可以有更廉價便捷的方式來發(fā)現這些新的病例并及時地將他們轉至大醫(yī)院呢？ 于是，Kopparapu開發(fā)了Eyeagnosis。這是一款智能手機應用，外加一對3D打印鏡頭，Eyeagnosis旨在通過手機快速拍照來改變耗時2小時，且需要數千美元視網膜成像儀的診斷流程。 Kopparapu和她的團隊——包括她15歲的弟弟Neeyanth和高中同學Justin Zhang，共同訓練了一個人工智能系統(tǒng)來識別眼睛中的糖尿病性視網膜病變跡象，并提供初步診斷。上個月，她在紐約的O'Reilly人工智能大會上介紹了該系統(tǒng)。 美國國家衛(wèi)生研究院（NIH）視覺疾病專家J. Fielding Hejtmancik說：“該設備非常適合用于高效篩選更廣泛的人群。”其他研究機構，包括谷歌和Peek Vision最近都宣布了類似的系統(tǒng)，但Hejtmancik對這群學生的創(chuàng)造力印象尤為深刻。 Eyeagnosis的發(fā)展與大多數項目類似。Kopparapu說：“我搜索了很多資料，還發(fā)了很多郵件給眼科醫(yī)生、計算病理學家、生物化學家、流行病學家、神經科學家、物理學家和機器學習專家等等。”最后，她組織了一個方案。 首先，她的團隊利用已知的被稱為卷積神經網絡（CNN）的機器學習架構開發(fā)了一個診斷AI。神經網絡在近來的人工智能大爆發(fā)中功不可沒，包括在語音識別、機器翻譯以及圖像字幕等方面的大幅進步。他們通過解析大量數據來尋找相似性模式以訓練AI。 CNN在識別圖像方面特別有優(yōu)勢。信息經過被稱為節(jié)點的“神經元”分層，每一層中，網絡會識別出更多的抽象特征。“我們正在使用基于視網膜系統(tǒng)之工作原理的系統(tǒng)來診斷視網膜疾病，這在我看來非常有趣。”Kopparapu說。 與其從零開始構建網絡，她選擇了有微軟研究人員開發(fā)的現成模型ResNet-50。但是為了訓練系統(tǒng)識別眼部疾病，她仍需要大量的訓練數據。 她發(fā)現在NIH的EyeGene數據庫中有約34000個視網膜掃描數據。其中，許多圖像由不同型號的相機拍攝，且拍攝條件也各不相同，有的很模糊，有的曝光很差。“但這其實是件好事，”Kopparapu說，“這些照片更符合現實，畢竟現實世界中用智能手機拍攝的圖像大都千奇百怪。” 到2016年8月，她的團隊已經讓ResNet-50能以與人類病理學家相當的準確性來發(fā)現糖尿病視網膜病變。到10月份，她已經與孟買的Aditya Jyot眼科醫(yī)院合作來測試Eyeagnosis應用，這個應用不僅能夠檢測疾病，還可以突出顯示圖像中的血管和微動脈瘤——以往通常需要向患者血液中注射熒光染料才能獲得這些高亮顯示的圖像。“我們試圖讓眼科醫(yī)生盡可能輕松地查看到所有信息。” 11月，她向醫(yī)院寄出了首個3D打印系統(tǒng)鏡頭原型。當安裝到智能手機上后，鏡頭會自動聚焦以照亮視網膜。完整的Eyeagnosis系統(tǒng)已經在五名患者身上進行測試，并且準確率100%。 NIH專家Hejtmancik指出，Eyeagnosis到臨床應用還有很長路要走。“接下來她需要大量的臨床數據來證明Eyeagnosis的診斷結果在各種情況下都是可靠的，比如在眼科醫(yī)院，在鄉(xiāng)村，在偏遠地區(qū)的診所等等。” 然而，Hejtmancik認為該系統(tǒng)具有真正的商業(yè)潛力。但他還表示，唯一的問題可能是這個系統(tǒng)太便宜，大公司可能會認為其利潤過于微薄。“但是在我看來，這正是我們需要的醫(yī)療保健。”Hejtmancik說。
來源：獵云網
