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省人工智能学会医学图像处理专委会副主任、南京信息工程大学自动化学院教授徐军:

将AI医疗“冷板凳”变成“热风口”

2022-05-09来源:江苏科技报作者:林雯 严常坤 陶韬作者(文):作者(图): 发布: 责编:林雯访问量:584

徐军的主要研究方向是医学图像计算、计算病理、数字病理,以及基于影像和常规病理切片定量分析的疾病辅助诊疗和预后。这些研究成果能辅助医生进一步改善疾病的预防、诊疗和预后,让患者获益。

早在2013年,徐军就意识到,AI很适合运用于医学影像领域中。他的成果,从不被认可到被广泛关注,坚持专注研究让他等到了如今人工智能的“热风口”。

南京信息工程大学自动化学院教授、博士生导师。2007年获得浙江大学控制科学与工程专业博士学位,先后在美国罗格斯大学和美国凯斯西储大学生物医学工程系任博士后研究员和访问教授。现兼任江苏省人工智能学会医学图像处理专委会副主任、中华医学会病理学分会数字病理与人工智能委员、医学图像计算青年在线研讨会常委。先后主持国家基金联合重点项目、面上项目,江苏省“六大人才高峰”项目,参与国家基金重大研究计划“肿瘤演进与诊疗的分子功能可视化研究”重点项目。

AI与医学影像交叉融合提升我国医疗水平

“人工智能将对医学的发展产生深远影响。”徐军说,“基于医学影像的诊断是医生对很多疾病筛查和诊断的主要手段,它能够帮助医生早期发现疾病,从而及时干预和治疗,提高患者的治愈率和生存率。因此,人工智能与医学影像的交叉和融合是非常有前景的研究领域。”

徐军读博士期间所在的浙江大学工业控制技术国家重点实验室与哈佛医学院有相关合作,到美国从事博士后研究之后,他开始全力投入医学图像领域的研究。

他最早参与的项目是基于乳腺钼靶(X光)图像的乳腺癌辅助筛查系统。乳腺癌是目前女性最常见的恶性肿瘤之一,早期诊断乳腺癌的主要方式是乳腺钼靶影像诊断。“为了提高诊断准确率,美国通常要求2名影像科医生共同完成乳腺X光图像诊断,但是合格影像科医生的培养周期长且昂贵。”徐军介绍,因此很多科研机构开始研发基于乳腺钼靶图像的乳腺癌辅助筛查系统,来替代第二位影像科医生的辅助诊断。

全球第一个疾病计算机辅助诊断系统就是基于乳腺钼靶影像的辅助诊断系统,目前已经被大规模运用于临床。“在美国,尽管近年来乳腺癌的发病率仍然在逐年上升,但乳腺癌造成的死亡率却逐步下降,这说明人工智能技术对疾病的诊疗和预后具有重要的作用。”徐军介绍,我国有经验的影像科医生数量并不充足,基于先进人工智能技术的诊疗系统的研发是解决问题的好方案。

不久之后,徐军就将研究领域从影像拓展到了更加具有挑战性的病理学研究,这是一个完全崭新的领域,徐军当时所在的实验室是国际上最早开展计算病理研究的实验室之一。计算病理技术运用先进机器学习和图像分析的方法定量分析高分辨率显微镜病理切片,同时把病理医生的诊断经验和知识进行量化,以融入到人工智能辅助病理诊疗系统。“病理是疾病诊断的‘金标准’,病理诊断精准是治疗精准的前提,但我国的病理医生数量不足,因此每个病理医生都承担了超常规工作量的阅片工作。”徐军说,先进的计算病理技术不仅能够辅助病理医生处理简单重复性的阅片工作,而且能超越病理医生的视觉和记忆,减少人的主观性差异,“因此这项技术对提升中国医疗水平太重要了。”

计算病理对数字化切片的质量和算法的性能要求都很高,因此这个领域的研究难度非常大,“但是这块硬骨头必须啃下”,回国后徐军将主要精力投入到计算病理的研究。“通过多年的努力,我们已经获得一系列原创的研究成果,下一步期望将这些成果落地转化。”徐军说,“希望我们所研发的计算病理技术,能减轻病理医生的工作量,提高工作效率,实现病理诊断的客观、精准、定量、可重复;同时把经验丰富的病理专家诊断经验延伸到欠发达地区,让这些地区也能够获得优质的病理诊断服务,提升这些地区的诊疗水平,从而提高人民的健康水平”。

从拒之门外到国际认可挑战比坦途更有价值

“所有科学研究都是困难的,这条道路上充满了艰辛和坎坷,考验着研究人员的毅力和坚持。”徐军说,以自己研究的领域为例,医学影像人工智能领域面临许多从未被探索过的问题,难度大、周期长,“我们最近发表的几篇论文,从研究到发表的周期都在5年左右。”

“面对困难和挑战,应当保持定力和自信,并为之不断努力。”早在2013年,徐军就意识到,深度学习很适合解决高度复杂的组织病理图像中细胞和组织的分割及识别问题,然而当时的审稿人却认为这项工作贡献不大,所以论文最开始被一个四区期刊拒之门外。“那是一个雨天,我在出租车上收到邮件,想到自己认为有意义的工作却不被认可,心情非常低落。”

但徐军并没有放弃这项工作,而是开展了更加深入的研究,并且进一步扩大评估和验证的实验范围。2015年底,这项工作被医学影像领域的顶级期刊录用,论文发表后很快得到了国际同行的认可和关注。

“每个人的成长都不可能一帆风顺,经历挑战比毫无挫折更有价值。”徐军表示。

倾注心血育英才抢占原创制高点

在学生们的眼中,徐军在科研中严谨认真,每周的组会从不缺席,总是耐心听取汇报并给予建议和指导。对于学生的论文,他从选题到结构安排,从内容到文字润饰,事无巨细,亲力亲为,经常修改到深夜。学生们的成长离不开徐军的指导,他实验室的14名研究生近期已经发表了多篇高水平论文。

徐军平易近人,与学生相处非常融洽。“徐老师很注重实验室学生之间的团队协作,经常组织实验室活动,以增进与合作单位不同领域人员之间的交流,让我们的科研生活更加丰富、愉快、有意义。”他的学生说。徐军还经常带着团队学生一起进行户外运动,“健康的身体是工作的基础,只有积极向上的精神状态和强健的体魄才能支撑长期的科研工作。”徐军说。

徐军在考察学生时,也很看重学生的基础,他认为扎实的基础和良好的学习习惯可以帮助学生在科研起步阶段快速掌握新知识,“成绩单不仅能了解学生的学习情况,也能反映出一个学生的学习潜力和习惯。”今年,南京信息工程大学和中大医院成立了医学人工智能联合研究院,希望推动医学和理工科研究人员的深度交叉融合,致力于医学人工智能领域国际前沿和原创性的研究,“非常欢迎对医学人工智能领域感兴趣的同学加入。”徐军说。

http://www.jskjb.com/xpaper/news/97280/106911/114047-1.shtml 20220506 A7版

https://mp.weixin.qq.com/s/CQY5UfCo8KyFPMWxG17N3g 江苏省科协官微

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