许多中低收入国家正利用人工智能筛查结核病。该AI模型生成类似热力图的影像,黄色至红色的高亮区域标示算法检测到的结核病迹象。
上个月的一个周四上午,马里的博尼亚巴社区卫生中心正在进行结核病筛查。现场没有医生,但一位持续咳嗽的母亲在数秒内就得到结果:她被确诊为结核病阳性。
几年前,她能有附近的筛查点就算幸运了,即便如此还需等待一至两周,直到痰检样本送至实验室并返回结果。
转变的关键在于移动X光机与人工智能算法的联合应用。(若不熟悉AI术语——这本质是经过海量数据训练的计算机程序。)
结核病是全球头号传染病杀手,每日导致3,500人死亡,年死亡总数超120万,且数字仍在攀升。控制疫情的主要障碍之一是全球放射科医生短缺,难以诊断这种通常影响肺部的细菌感染。
"有些国家放射科医生不足五人,简直是灾难。即便有少数医生,也集中在首都,"倡导组织"终止结核病伙伴关系"执行主任露西卡·迪蒂乌博士表示。
她指出,如今超过80个中低收入国家正采用AI进行结核病筛查。"这是革命性的,"迪蒂乌说。
例如,尼日利亚的游牧民族正从中受益。"你身处荒无人烟之地,只有牧民、牲畜和尘土。他们却能用AI做X光检查,这简直不可思议,"迪蒂乌的组织八年前曾参与开发该技术。
乍得的难民营也在应用这些AI模型。"那里没有放射科医生,谁能查看X光片判断是否有问题?实际上是AI在完成,"全球抗击艾滋病、结核病和疟疾基金执行主任彼得·桑兹表示。该基金过去四年已投入近2亿美元用于AI结核病筛查。"这太棒了。"
支持者认为,AI正加速世界在最难触及的社会角落发现和控制疾病;但也有人呼吁谨慎,强调中低收入国家需加强监管以保护患者。
显著成效
在博尼亚巴社区卫生中心,这位母亲是迪亚基特·兰西恩设置的移动X光机筛查的数十人之一。他虽非医生但受过X光操作培训。拍摄的影像直接传输至其电脑,AI模型据此生成评分——数值反映影像呈现结核病特征的可能性,并输出类似热力图的肺部图像。
"蓝色区域无异常,但出现红色即表示该部位存在问题,"兰西恩在为母亲筛查当天解释道。
他受雇于当地非营利组织ARCAD Santé PLUS,在整个西非国家开展结核病筛查,仅携带移动X光机、电脑和备用电池包(应对断电情况)。
母亲的筛查结果出现多处红斑后,他立即采集痰样送实验室确认,并嘱咐她速带五名子女返院复查。结核病通过患者咳嗽、大笑或说话时的飞沫传播,极易在家庭内扩散。
AI几乎同步显示:三名子女疑似感染结核病。兰西恩表示,他们将很快启动为期六个月的抗生素治疗。
"AI带来巨大改变,"获得全球基金支持的ARCAD Santé PLUS项目主管巴塞·凯塔表示。儿童常难以提供合格痰样(需深咳出肺部黏液),而AI筛查引入后,他们能快速排除X光片无异常者,仅对AI提示高风险人群进行痰检。应用AI后,痰检数量减少约半。
结核病引领AI医疗应用
作为MIT教授兼计算机科学家,雷吉娜·巴齐莱长期构建AI模型检测乳腺癌和肺癌。当斯里兰卡医院表示无力购买商用结核病筛查AI模型时,她同意为其定制开发。
"结核病是AI解决全球健康挑战的先锋领域,"她今年投入开发时立即意识到原因。"结核病具有可视性——你有X光片和确诊标签,只需训练模型。"她补充道,模型开发仅耗时数月、成本不足5万美元。"流程直接、成本低廉、开发迅速。"
相比乳腺X光或血液检测设备,结核病X光机在资源匮乏地区广泛可用,且操作培训门槛低。
迪蒂乌强调需求规模:据世卫组织数据,2023年结核病新发病例达1080万,较2020年1010万上升,绝大多数集中在中低收入国家。
迪蒂乌认为结核病仅是起点。现有结核病AI模型已能诊断肺癌、肺炎及某些心血管疾病。
巴齐莱预测,许多低收入国家将如非洲跳过固定电话直连手机般,快速将AI整合至医疗系统。"发展中国家将更早采用AI,因其存在重大未满足需求且临床医生明白需要辅助,"她说,"技术多在美国研发,但应用落地在别处。"
她指出美国因监管复杂进展较慢:即便获FDA批准,AI模型常未被专业协会纳入诊疗指南。
发展中国家面临真实挑战
部分专家警示技术热情需与警惕并存。
菲律宾放射科医生埃尔温·约翰·卡皮奥近期协助该国放射学会制定AI指南,曾研究偏远省份的AI结核病筛查应用。
"高收入国家已有AI医疗监管框架,但对发展中国家是真实挑战——技术常免费提供,却需规避风险,"他说。
例如,若AI漏诊结核病(误判健康者需医疗干预)会如何?
卡皮奥指出,英国设有此类事件上报系统以保障患者安全,美国FDA批准AI模型时也有类似机制。"但在菲律宾,相关法律尚未建立。"
另一隐忧是模型可能无法提示失效或存疑案例。"模型会'漂移'——性能随时间退化,它们静默失效,不会告知正在出错,"他说,"这是当前核心顾虑。"
此类风险可通过训练模型转交复杂案例、并由外部专家实施持续质控来缓解,如马里兰西恩项目及全球基金项目所做。
但卡皮奥强调质控需"整支专家团队:除放射科医生外,还需计算机科学家、数据科学家及AI工程师。"叠加AI的巨大能耗,实际成本远高于表面所见。
支持者则主张应与替代方案对比。巴齐莱指出医生医疗失误极常见;全球基金桑兹表示:"必须正视现实——我们应用AI的许多地区放射科医生极度短缺,有总比没有强。"
桑兹引用数据称,自世卫组织2021年认可该技术并发布本地化校准工具包后,全球结核病检出率显著提升。
巴齐莱最后的疑问是:所有确诊患者能否获得相应医疗服务?
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