达摩院发布全球首个专家级通用腹部影像AI模型

论文AI 评分 85/100量子位待复核
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阿里达摩院联合浙大一院等机构发布DAMO RADAR模型,这是全球首个专家级通用腹部影像AI。该模型覆盖腹部18种解剖结构的146种病变,在内部验证中平均AUC达0.913,外部多中心验证AUC为0.895。在急诊场景下AUC仍达0.904。人机对比显示,其准确率超过了参与测试的26名放射科医生中的23名。人机协同可使医生阅片敏感度提升约10%,时间减少30%以上。模型、代码及框架已全部开源。

全文梳理

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从专病模型转向通用腹部

达摩院此前在胰腺癌、胃癌、肠癌等专病方向积累多年,用AI识别CT中肉眼难见的早期病灶。但团队在推进中遇到两个现实问题:单个病种往往要投入两三年,而人类疾病种类极多,按这个节奏难以覆盖;同时真实临床中一位患者常同时存在多器官、多类型病变,一份腹部CT里可能并存多种异常,专病模型无法一次回答。为此达摩院联合浙大一院等多家医院,把目标改为用一个模型覆盖整个腹部。选择腹部是因为它被临床视为影像中最难的场景之一:消化、泌尿、生殖系统器官密集相邻,肝胆胰脾肠道挤在一起,肠道盘绕腹腔,多数组织为密度接近的软组织,判断病灶主要依赖对密度差的敏感度。此前肺结节等部位已有AI辅助工具,腹部因结构复杂长期少有模型涉足。

覆盖范围与多层验证数据

RADAR覆盖18种解剖结构、146种疾病,涉及肝脏、胰腺、胆囊、肾脏、脾脏、肠道等主要器官,基本对应临床常见病变。效果验证分多层展开:内部近3.9万例真实世界连续队列中,平均AUC为0.913;AUC用于衡量模型区分患者与正常人的能力,1代表完美区分,0.5相当于随机猜测,超过0.9属于优异水平。随后在8家外部医院超过2.4万例CT上测试,这些数据来自不同地区、不同扫描设备,AUC仍为0.895。模型训练目标未包含急诊,但用2.7万例急诊数据测试时AUC为0.904;急诊因时间紧迫,造影剂难以充分发挥效果,患者配合度也不确定,成像质量偏差较大。针对肝癌、胰腺癌、胃癌、肠癌四种癌症,团队以病理活检结果作为金标准,AUC落在0.891至0.984之间。

人机对比与协同读片表现

人机对比共有14家医院的26名放射科医生参与,医生与RADAR在同一批病例上各自独立诊断,RADAR的准确率高于其中23名医生,仅稍弱于3名资深医生。团队还测试了协同场景:医生在AI辅助下读片,整体敏感度提升约10%,平均阅片时间减少30%以上;“初级医生+AI”的敏感性甚至超过资深医生独自阅片。这一结果指向的用法不是替代医生,而是把模型作为读片环节的辅助工具,让经验较少的医生在判断时多一层参照,同时压缩阅片耗时。

学习方式与器官级对齐

既往医疗影像AI多采用监督学习,需要医生逐张标注CT,标注成本高,且模型只能识别被标注过的病种。RADAR改用视觉-语言对比学习,直接利用医院中大量CT影像与对应诊断报告的对应关系学习,无需额外逐片标注。团队最初尝试将整张CT与整份报告对齐,效果不佳,模型只能学到粗糙统计特征,难以建立器官与描述的关联,因为一套腹部CT有几百张切片、包含多个器官,病灶可能只是某个器官上的小区域,关键信号容易被正常组织淹没。RADAR由此引入器官级细粒度对齐:先从CT中定位肝脏、胰腺、胆囊、肾脏等器官,把整套CT拆成器官单元,再与报告中对应描述精确对齐,这一思路参照放射科医生逐器官阅片的工作方式。团队还提出自适应对比建模,对标准对比学习中严格区分不同病人特征的默认做法作出调整。

为什么值得看

突破腹部影像AI禁区,通用模型性能超多数医生且全开源。

阿里对齐

信源1 家

  1. [1]量子位AGI最难一战,竟在医院!中国AI登上Science,医生不怕失业还催着上线

关键事实

  • DAMO RADAR覆盖腹部18种解剖结构的146种病变,内部验证AUC达0.913。[1]

  • 在26名医生参与的人机对比中,模型准确率超过其中23名医生。[1]

  • 人机协同使医生读片敏感度提升约10%,阅片时间减少30%以上。[1]

  • 模型采用视觉-语言对比学习与器官级细粒度对齐技术。[1]

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