從百度飛槳助力開源肺炎CT影像分析模型，看開發(fā)者的“無聲抗疫”

進(jìn)入三月，令人揪心的新冠疫情在國內(nèi)逐漸得到了控制，春天似乎正在悄然到來。

回首過去的一個月，是中國科技承壓頗重的一個月。不僅大量行業(yè)面臨著線上化、遠(yuǎn)程化、無接觸化轉(zhuǎn)型，社會各個環(huán)節(jié)的防疫工作中，同樣也需要技術(shù)能力的支持。仿佛短時間內(nèi)，社會中出現(xiàn)了無數(shù)個大大小小的反應(yīng)場，考驗著科技能力在其中激發(fā)的化學(xué)反應(yīng)。

從目前來看，結(jié)果還是超乎意料的。像是短時間內(nèi)很多人流密集的交通站點部署了AI測溫系統(tǒng)，減輕人工測溫帶來的擁擠低效。也有大量實體商家通過SaaS向電商轉(zhuǎn)型，以保證商業(yè)運轉(zhuǎn)。同時我們還能看到，AI醫(yī)療也正在發(fā)揮著作用。就在最近，連心醫(yī)療基于百度飛槳開發(fā)的“基于CT影像的肺炎篩查與病情預(yù)評估AI系統(tǒng)”已經(jīng)上線并部署在了湖南郴州湘南學(xué)院附屬醫(yī)院，利用AI醫(yī)療影像來提升醫(yī)生診斷和評估效率。

借著這一最新的落地案例，我們不妨來看看，在疫情大考中，百度飛槳交出了一張怎樣的答卷。

讀秒閱片：AI如何改變肺炎診斷

其實產(chǎn)業(yè)各個環(huán)節(jié)的數(shù)字化和AI化，已經(jīng)不算是什么新鮮的話題。從過去一年開始，很多企業(yè)都高舉起AI進(jìn)入工業(yè)大生產(chǎn)的旗幟，開始著手推動產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)變革。其中醫(yī)療影像憑借著天然的數(shù)字化基礎(chǔ)，與AI的圖像分析能力又格外契合，其AI化進(jìn)程自然走在各行各業(yè)前方。乳腺影像診斷、眼底圖像診斷等等細(xì)分領(lǐng)域，都在去年取得了不少落地性進(jìn)展，尤其緩解了醫(yī)療勞動力資源緊張的問題。

就拿這次抗疫來說，肺部CT是新冠肺炎篩查和診斷的重要依據(jù)，在治療過程中，醫(yī)院還需要在不同階段多次檢查影像以進(jìn)行對比。但矛盾的是，抗疫時期有大量病人需要護(hù)理，醫(yī)院工作本來就很緊張，而新增疑似病例也需要盡快篩查以得到適當(dāng)?shù)闹委熓侄?。診斷、病情發(fā)展跟蹤、治療效果評估等等任務(wù)上都落在了醫(yī)療影像上。但人工閱片顯然在效率上有限，并且難以實現(xiàn)一些精細(xì)對比需求。

這時連心醫(yī)療基于百度飛槳所開發(fā)的肺炎CT影像分析模型就可以發(fā)揮作用，數(shù)據(jù)顯示這一系統(tǒng)可在幾十秒內(nèi)完成對患者CT影像的病灶檢測、病灶輪廓勾畫、雙肺密度分布直方圖及肺部病灶的數(shù)量、體積、肺部占比等全套定量指標(biāo)的計算與展示。至于準(zhǔn)確率方面，該系統(tǒng)在測試數(shù)據(jù)集上的病灶檢測精度和召回率分別達(dá)到92%和97%，不僅漏檢幾率極低，也能很好地完成諸如后續(xù)階段性治療效果跟蹤比對這類對于精細(xì)度要求較高的工作。同時有了這一系統(tǒng)，一些在基層醫(yī)療機(jī)構(gòu)就診的患者也可以通過遠(yuǎn)程醫(yī)療得到更精準(zhǔn)的診斷，進(jìn)而減少患者在大醫(yī)院聚集帶來的風(fēng)險。

一方面釋放醫(yī)院的人力資源，同時提升診斷效率，讓更多患者及時得到治療?？梢哉f在這次抗疫中，AI醫(yī)療影像發(fā)揮了其一貫的作用。

想要應(yīng)對這次疫情的挑戰(zhàn)，僅僅靠AI醫(yī)療影像“一貫”的作用是遠(yuǎn)不足夠的。

我們可以回憶一下，以往AI醫(yī)療影像從研發(fā)到應(yīng)用的過程是怎樣的。大多數(shù)時候，是行業(yè)參與累積一個開放的數(shù)據(jù)集，經(jīng)由醫(yī)療專家對圖像中的病灶進(jìn)行標(biāo)注，再將數(shù)據(jù)集公開開來，以競賽等形式號召科技企業(yè)參與攻克。當(dāng)企業(yè)訓(xùn)練出準(zhǔn)確率足夠高的AI模型后，通常還要和一家家醫(yī)院進(jìn)行逐一的落地適配——因為不同設(shè)備在成片分辨率上的細(xì)微差別，都有可能對模型的準(zhǔn)確率造成影響。

這種我們已經(jīng)習(xí)以為常的復(fù)雜流程，顯然不適用于新冠肺炎的緊急情況。

鑿井鋪渠：肺炎戰(zhàn)疫背后的百度飛槳

如果說技術(shù)本身是滋養(yǎng)一切的水流，那么從開鑿井口到鋪設(shè)渠道，讓水流真正輸入土壤中的整個過程，和水流一樣重要。

這一次連心醫(yī)療的肺炎CT影像分析模型能夠快速落地，切實解決抗疫需求的背后，除了醫(yī)療科技企業(yè)的技術(shù)累積，百度飛槳所發(fā)揮的鑿井開渠作用。

作為基于產(chǎn)業(yè)實踐的開源深度學(xué)習(xí)開發(fā)平臺，我們可以將飛槳之上醫(yī)療AI影像技術(shù)從誕生到應(yīng)用分為研發(fā)和落地兩個區(qū)段，看看百度飛槳是如何在同一時間對兩個區(qū)段同時進(jìn)行加速。

首先是鑿井，也就是研發(fā)階段。

醫(yī)療AI在研發(fā)中最常遇到的困難，就是“技能分配”問題。相信大家在玩游戲的時候，都遇到過“點技能樹”問題，既選擇修煉A技能后，往往很難在B技能上同樣也達(dá)到高水準(zhǔn)表現(xiàn)。同樣的，很多醫(yī)療AI科技企業(yè)在醫(yī)療專業(yè)能力上非常擅長，但在將專業(yè)技術(shù)AI化、模型化的工作上，效率就不那么理想了。例如加快AI模型研發(fā)、解決數(shù)據(jù)樣本少等工作，就很容易對醫(yī)療AI企業(yè)形成困擾。這時百度飛槳這樣深度開發(fā)學(xué)習(xí)平臺，就能夠提供很好的互補(bǔ)作用。作為AI頭雁企業(yè)，百度自然在深度學(xué)習(xí)、圖像識別等等技術(shù)上有著更高的建樹，并把這些先進(jìn)的技術(shù)能力通過平臺輸出給連心醫(yī)療這樣的開發(fā)者。

在這次肺炎CT影像分析模型中，連心醫(yī)療就應(yīng)用了百度飛槳提供的PaddleSeg開發(fā)套件。PaddleSeg的一個重要特點，就是內(nèi)置了十余種數(shù)據(jù)增強(qiáng)策略。新冠肺炎這樣需要在短時間內(nèi)部署應(yīng)對的新型疾病，在模型研發(fā)時最容易遇到的問題就是數(shù)據(jù)樣本不足。這時PaddleSeg的數(shù)據(jù)增強(qiáng)能力就可以很好的發(fā)揮作用，通過對原本數(shù)據(jù)樣本的處理，擴(kuò)大樣本集來提升模型訓(xùn)練效率。同時PaddleSeg還具有模塊化設(shè)計的特征，包含了數(shù)種主流分割網(wǎng)絡(luò)，并打包成了“即拿即用”的形式，極大地簡化了模型開發(fā)的復(fù)雜程度，讓連心醫(yī)療這樣的企業(yè)可以將更多精力投入在病理表現(xiàn)、病灶形態(tài)等等更切合醫(yī)療專業(yè)的地方。

鑿井之后的開渠，也就是這次肺炎CT影像分析模型所面臨的最大挑戰(zhàn)——落地。

為一家醫(yī)院開發(fā)一套AI閱片系統(tǒng)并不困難，但面對新冠肺炎這樣覆蓋全國乃至世界的傳染病，顯然需要的是將這一系統(tǒng)盡可能的布設(shè)到更多醫(yī)療機(jī)構(gòu)中，才能為整個社會增強(qiáng)疫情應(yīng)對能力。尤其一些基層醫(yī)院可能并不具備高分辨率的設(shè)備，如何在這些平臺實現(xiàn)靈活部署，是百度飛槳參與攻克的首要任務(wù)。

在百度飛槳與連心醫(yī)療的合作中，系統(tǒng)采用的深度學(xué)習(xí)算法模型充分訓(xùn)練了所收集到的高分辨率和低分辨率的CT影像數(shù)據(jù)，以適應(yīng)不同等級醫(yī)療機(jī)構(gòu)中的CT影像設(shè)備。加上PaddleSeg所具備的工業(yè)級部署能力，也能更快完成和醫(yī)療機(jī)構(gòu)設(shè)備的對接。

更重要的是，當(dāng)很多其他技術(shù)企業(yè)也在攻克肺部CT識別技術(shù)時，百度飛槳和連心醫(yī)療已經(jīng)創(chuàng)新式地通過EasyDL定制化訓(xùn)練和服務(wù)平臺將這一模型開源，開發(fā)者可以在EasyDL圖像分割模型中找到這一專用算法，通過少量數(shù)據(jù)訓(xùn)練即可獲得基于實際場景進(jìn)一步優(yōu)化的模型，并可以利用多種模式進(jìn)行部署。

換句話說，面對這樣一場覆蓋面如此之廣的災(zāi)難，不論是連心醫(yī)療還是百度，或者任何一家科技企業(yè)，都無法獨自承擔(dān)將技術(shù)部署到每一家醫(yī)療機(jī)構(gòu)的重任。只有將模型開放在EasyDL這樣盡可能抹平技術(shù)應(yīng)用門檻的平臺中，才能讓更多人在技術(shù)本身之上加以開發(fā)利用，來應(yīng)對開發(fā)場景上的細(xì)節(jié)差異，以及未來可能出現(xiàn)的病灶表現(xiàn)改變等。同時幫助更多在攻克這一命題的開發(fā)者共享成果，提升進(jìn)度。

鑿井鋪渠之后，百度飛槳還通過開源精神，把涓涓水流變成了人人都能取用的水源。

釋放雙重價值：百度飛槳在疫時和未來的答案

技術(shù)開放，是百度所代表的技術(shù)企業(yè)一直在宣揚的口號，也是百度飛槳一直在執(zhí)行的概念。但在當(dāng)下這種時刻，我們比以往更加明確的感受到了技術(shù)開放的價值。

在這次疫情大考中，我們看到了百度飛槳通過開放精神所釋放出的“雙重價值”。

第一層顯然是技術(shù)價值。

像百度這樣科技巨頭，其能力構(gòu)成上必然具備著先進(jìn)技術(shù)和先進(jìn)落地經(jīng)驗的一致性，通過飛槳這樣的平臺，百度可以同時把先進(jìn)的純粹技術(shù)和先進(jìn)的落地經(jīng)驗輸入給開發(fā)者。讓他們?nèi)ヌ钛a(bǔ)中間的一環(huán)，利用堅實的技術(shù)骨架支撐起解決方案，然后使其穩(wěn)穩(wěn)地扎根于產(chǎn)業(yè)世界。這次百度飛槳通過PaddleSeg幫助科技企業(yè)更好、更快的研發(fā)出針對疫情的AI模型，就是其中的表現(xiàn)。

第二層則是開放精神釋放出的社會價值。

在這次疫情中，我們在百度飛槳上不僅能看到開源的肺炎CT影像分析模型，還有首個開源的口罩人臉識別檢測模型，相信現(xiàn)在已經(jīng)有很多企業(yè)以及個人開發(fā)者，在這些模型上繼續(xù)開發(fā)，將水源引入更廣闊的疆域。這是我們在面臨社會問題時，一種默然的協(xié)作模式，不同層級的開發(fā)者把解決問題的能力開放出來，不斷向下游傳遞，直到覆蓋社會每一個角落，成為我們與災(zāi)難抗?fàn)幍耐浦?。在這一過程中，釋放的不僅是百度飛槳一個平臺或百度一家企業(yè)的社會價值，還有每一個參與其中的開發(fā)者，并且鼓勵了更多手握力量卻不知如何使用的人，告訴他們技術(shù)能夠為這個社會帶來切實的改變。每一行代碼都是一顆沖向災(zāi)難的靜默子彈，每一位開發(fā)者都有機(jī)會成為“抗疫奇兵”。

一款新冠肺炎AI輔助診療系統(tǒng)，顯然不會是百度飛槳價值釋放的終點。這場考試尚未停止，相信百度飛槳將會在更多產(chǎn)業(yè)以及社會場景鑿井開渠，為抗疫輸出AI能量。更重要的是，水源一旦被打開就不會停止，而是不斷的孕育生機(jī)。在這次抗疫中發(fā)揮價值后，將會有更多人意識到技術(shù)開源的社會價值。在未來，或許會有更多開發(fā)者會選擇開源合作，更好地用技術(shù)撫平整個世界的褶皺。

水源的珍貴之處正是如此，它可以賦予萬物生機(jī)，又可以持續(xù)蜿蜒，將生機(jī)一直傳遞下去。

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