许多中低收入国家正在使用人工智能筛查结核病。这种AI模型生成类似热力图的图像,黄色-红色标记的斑点表示算法检测到结核病迹象。
上个月的一个星期四早上,马里的博尼亚巴社区健康中心正在进行结核病筛查。现场没有医生,但一位因咳嗽困扰的母亲在几秒钟内就得到了答案:她结核病检测呈阳性。几年前,她能找到附近的筛查点就算幸运了,即便如此还需等待一两周,等痰液样本送至实验室并返回结果。
区别在于一台移动X光机和人工智能算法正在检测结核病(本质上是用大量数据训练的计算机程序)。结核病是全球头号传染病杀手——每天导致3500人死亡,年死亡人数超过120万,且数字仍在上升。应对疫情的主要障碍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。
"有些国家的放射科医生不到五名,这简直是一场灾难。即使有,他们也总在首都,"倡导组织终结结核病伙伴关系的执行主任卢西卡·迪蒂乌博士表示。她说,目前超过80个中低收入国家已转向AI筛查结核病,"这是革命性的"。例如尼日利亚的游牧人口群体受益显著:"你身处荒无人烟之地,只有牛群和尘土,他们却用AI进行X光检查,这太不可思议了",迪蒂乌的组织八年前就是该技术的先驱之一。AI模型还在乍得难民营应用,"没有放射科医生,谁来看X光片判断问题?实际是AI在完成,"抗击艾滋病、结核病和疟疾全球基金执行主任彼得·桑兹表示,该基金四年来已投入近2亿美元用于AI辅助筛查,"这太棒了"。
支持者认为AI将加速世界在最难触及地区检测和控制疾病的能力,但部分人士呼吁加强监管以保护中低收入国家患者。
"显著差异"
在博尼亚巴社区健康中心,这位母亲是迪亚基特·兰辛操作的移动X光机筛查对象之一。他虽非医生但受过专业培训,拍摄的X光图像直接传至电脑,AI模型根据与结核病的相似度给出评分并生成肺部热力图。"蓝色部分正常,红色标记表示异常,"兰辛在筛查当天解释道。他为当地非营利组织ARCAD Santé PLUS工作,携带移动X光机、电脑和备用电池在西非各地开展筛查。
母亲的筛查结果出现多个红色斑点后,他立即采集痰液样本送检确认,并嘱咐她速带五名子女复检,因结核病通过咳嗽或说话在家庭中极易传播。AI几乎同步显示其中三名子女疑似患病,兰辛表示他们将很快启动为期六个月的抗生素治疗。
"AI带来了显著差异,"ARCAD Santé PLUS项目官员巴西·凯塔指出,该组织获全球基金支持。儿童产生痰液样本通常困难(需深咳出肺部黏液),但AI筛查能快速排除X光无异常者,仅对AI提示疑似病例进行痰检,使痰液样本量减少约50%。
结核病走在技术前沿
麻省理工学院教授雷吉娜·巴齐莱长期研发癌症检测AI模型,当斯里兰卡医院表示无力购买商用结核病筛查系统时,她为其定制开发。"结核病具有可视性——X光片配合诊断标签,模型训练极为直接,"她解释道,"仅用数月和不足5万美元即可完成,成本低廉且开发迅速。"不同于乳腺X光等设备,结核病X光机在资源匮乏地区普及度高,操作培训要求低。世卫组织数据显示,2023年全球新发结核病例达1080万(2020年为1010万),绝大多数集中在中低收入国家。
迪蒂乌认为结核病只是起点,现有AI模型已能诊断肺癌、肺炎及心血管问题。巴齐莱预测低收入国家将快速整合AI到医疗系统,"类似非洲跳过固话直用手机,发展中国家因医疗缺口巨大,临床医生迫切需要辅助工具——技术虽在美国研发,但应用主战场在海外。"她指出美国因专业协会指南整合滞后及实际应用不足,AI落地速度反而较慢。
"发展中国家的真正挑战"
菲律宾放射科医生埃尔温·约翰·卡皮奥协助制定了该国AI医疗指南,研究显示高收入国家已建立完善监管体系,"但对发展中国家是巨大挑战,技术常免费提供却缺乏配套保障,"他警告。例如当AI漏诊结核病误判健康状态时,在英美有完善事故报告与患者安全机制,而菲律宾"尚未出台相关法律"。
更严峻的是模型"漂移"风险——性能随时间无声退化却不提示错误。"它们不会主动报告失误,"卡皮奥强调,"这是核心隐患。"解决方案需训练模型转交复杂病例并实施外部专家质量控制,如马里筛查项目所做。但他指出这需要"放射科医生、计算机科学家、数据科学家及AI工程师组成的专家团队",叠加AI高能耗特性,实际成本远高于表面预期。
支持者则坚持技术必须与现状对比:巴齐莱指出医生医疗失误本就普遍,全球基金桑兹强调"在放射科医生极度匮乏的地区,AI筛查总胜于无"。世卫组织2021年认证该技术并发布校准工具包后,全球结核病检出率已显著提升。巴齐莱最终发问:"所有被诊断者都能获得后续治疗吗?"
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