痛惜年輕師妹患癌離世 南大學霸開發免費AI癌癥診療系統
一位來自南京的學霸,創建了一個免費的AI(人工智能)乳腺癌檢測系統,準確率幾乎媲美專業醫生。網友們紛紛表示“給大佬點贊”,評論說“這才是GPU編程的最佳使用方式”。紫牛新聞記者了解到,這位學霸名叫姜浩,畢業于南京大學,多年前因為得知一位南大師妹患乳腺癌去世深感遺憾,于是萌發了設計制作AI乳腺癌檢測系統的想法。這個免費的檢測系統上線后服務了很多用戶,他還因此收到了許多感謝郵件。
2022年,姜浩“英雄歸來”,又帶來了一個新項目:“AI腦瘤立體定向放療項目”。近日,接受記者采訪時,他表示,近年來他一直在將注意力從癌癥檢測轉移到實際治療方面,“因為我想做一件比較有意義的事情。”
紫牛新聞記者 宋世鋒 素材來源:受訪者提供
從小學到大學,沒出北京西路
學的是物理專業,但從小對編碼很感興趣
4年前,一位網名“coolwulf”的網友在一個程序員網絡社區發帖,介紹了自己做的乳腺癌檢測項目。乳腺癌早期癥狀不明顯,所以很容易錯過最佳治療時機,利用AI進行檢測,可以讓患者提早得知病情。他的這個項目準確率超過90%,而且是免費的乳腺癌檢測項目。項目上線后,很多人使用,并且給出積極的反饋。不過“coolwulf”并沒有止步于此,近年來一直將注意力從癌癥檢測轉移到實際治療上。蟄伏4年后,近日他再次發帖,介紹了自己開發的“AI腦瘤立體定向放療項目”。
這位業余程序員“coolwulf”真名叫姜浩,來自南京,小學上的是瑯琊路小學,中學在29中就讀,后來到南京大學物理系學習。他的妻子也是南京人,從南師附中畢業,和他是南京大學物理系的同學。因為從家到幾個母校,都在北京西路范圍內,“家里人開玩笑說,我從小學到大學,沒出北京西路。”
2002年,姜浩從南京大學畢業,之后到美國密歇根大學攻讀核工程和放射科學專業的博士。姜浩在密歇根大學主要就是從事醫學平板探測器的研究,從此和癌癥檢測與治療結了緣。他學的是物理專業,但是從9歲的時候就開始接觸計算機。“我從小就對寫計算機代碼比較感興趣,所以我從小就開始寫程序。”
2000年左右,互聯網開始流行,姜浩對瀏覽器感興趣,就寫了很多開源軟件,還加入了Mozila Foundation的開源項目。曾經有一款比較流行的瀏覽器K-Meleon,就是姜浩和幾個程序員寫的。而他參與的另一個項目,是很多網友更為熟悉的火狐瀏覽器的前身。
痛惜師妹離世,做出免費乳腺癌檢測程序
2008年博士畢業之后,姜浩起初在密歇根大學放射腫瘤系工作,跟著導師做影像學研究,開發全世界最先進的醫學平板探測器。而做乳腺癌檢測項目,起因是一位南大校友罹患乳腺癌去世。
姜浩說,那是他的一位南大師妹,2017年的時候不幸去世,年僅34歲,留下一個4歲的兒子,非常可惜。
他知道,乳腺癌對于年紀越輕的患者越兇險,如果在1期的時候能夠及時發現,患者的5年存活率可以達到99%,如果到3期或者4期發現,此時癌細胞已經轉移了,治療就會非常困難。
以往檢測乳腺癌,需要有經驗的醫生察看分析X光片,姜浩對于影像學和計算機都極為熟悉,就想把兩者結合起來,做一個AI檢測乳腺癌的項目。
AI模型在訓練的時候需要非常高的硬件算力,普通電腦無法滿足,他開了腦洞,自掏腰包,買了50張顯卡,組成GPU運算集成這項任務。硬件設備湊齊之后,為了省錢,他自己當木工,用木料做成機箱,又用了幾個月時間,訓練好AI模型,把乳腺癌檢測網站做出來,他在歐洲的InBreast數據上做了測試,準確度達到90%。
2017年曾經有個乳腺癌檢測世界競賽,美國肯塔基大學醫院和中國的一家合作公司用這個競賽中獲得第二名的程序測試一個乳腺癌影像數據庫,漏了10個案例,使用姜浩的系統進行測試,只漏了一個。
2018年,他的這個系統開始讓人們免費使用。網友們紛紛表示“給大佬點贊”,評論說“這才是GPU編程的最佳使用方式”。由于這個系統不保存用戶的數據,所以他不清楚有多少人使用過,但他曾經收到很多患者的感謝郵件,而且確實有人用這個系統檢測出了乳腺腫瘤。
想做一件比較有意義的事情
更進一步,將AI癌癥檢測轉為AI輔助治療
這個系統只是乳腺癌檢測,姜浩希望更進一步,從AI癌癥檢測轉移到AI輔助治療上來。他最先關注的是腦瘤放射治療,因為他的一位同事的親人罹患腦腫瘤,采用了“全腦放療”進行治療,6個月內效果非常好,但是后來再次復發,最終失去生命,而且最后幾個月非常痛苦。
姜浩說,以前如果多發性腦瘤患者有5個或10個以上的腦瘤,醫生一般就會讓他做全腦放療。這種療法對正常的腦組織也有很大傷害,一個患者基本上只能做一次全腦放療,因為腦部器官受到的輻射量會達到極限,無法承受第二次。如果腦瘤復發,就再也沒有其他治療手段。
姜浩有一位非常要好的師兄,專門從事放療研究,開發立體定向放射外科治療技術,可以將放射束非常準確地打到每一個腫瘤上,對于正常組織損傷非常小。然而很不幸,這位師兄在2017年因為意外事故去世了,“我就想幫他實現這個遺愿。”
立體放療可以對每一個腫瘤進行精準標注,制定精準的治療計劃。但是醫生在為多發性腦瘤患者進行立體放療手術時,需要付出很多努力,因為每個病灶都需要正確地標記和追蹤,工作量非常大,姜浩又想到使用AI技術幫助,“如果腦瘤數量多,一般要把它們分成幾個不同的區域照射,分區的時候要考慮到怎么把輻射劑量最優化。以前這些都是手動做,非常耗時,而且很容易出錯。如果醫院用AI做這個工作流程,效率和準確性會大大提高。”
2019年開始,姜浩和美國得克薩斯西南醫學中心的終身教授盧衛國一起,與美國西南醫學中心和斯坦福大學合作,開發了自動勾畫/標記和治療腦瘤的AI模型,在梅奧中心等多個醫院做了臨床一期和二期試驗,治療了大約100個患者,其中一個患者的腦瘤數量超過100個。
將免費進行到底,讓更多病人受益
以前醫生幾個小時才能完成的工作,通過這個AI立體放療平臺,可以在一兩分鐘之內把每個腫瘤自動勾畫出來,并且幫助醫生自動配置好治療方案,使用最優化的輻射劑量來照射,自動管理這些患者多年來的治療信息。
立體放療可以多次進行,患者的5年存活率得到大幅改善,生活質量更有非常明顯的進步。今年3月,這項研究成果已經在2022年美國醫學物理學家學會春季臨床會議上由他們在斯坦福大學的合作者發表。
姜浩的目標是讓這個系統獲得美國FDA(食品藥品監督管理局)的認證,“2018年做的乳腺癌檢測項目完全是免費的,沒有通過FDA的510K(一些規定器械要引入美國市場需要通過的產品上市登記)認證,只能為用戶提供參考。雖然在后臺看到有不少用戶使用,但是如何能夠真正幫助到用戶,實際上是我一直在考慮的問題。因此我意識到,如果真正想讓更多的病人受益,一定要通過FDA的510K認證,不然醫生是不會使用的。”他也在考慮像AI乳腺癌檢測項目一樣,做一個云端的AI立體放療版本,更加方便各個醫院使用。這套系統很大,可能近期會上線,并且也是免費的。
目前這個系統專注于腦瘤,姜浩打算將來擴展到心臟、頭頸、肺部等地方,“我為什么想待在這個行業里?因為我想做一件比較有意義的事情。我會一步一步來,整個平臺可以用于很多不同的疾病。立體放療不一定能治愈癌癥,但可以把它拖成慢性病,我們的愿景是通過這樣的方式,能夠讓病人擁有更長的存活時間,提高生活質量。”
(責任編輯:支艷蓉)