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AI醫療的重大突破,穀歌推出AR顯微鏡平臺幫助癌症檢測

SnailShellVR 4月17日訊(微信號:SnailShellVR)

科技改變生活。 大家都聽說過AR(增強現實)、VR(虛擬實境), 電影《頭號玩家》也展示了未來VR遊戲的巨大潛力。 而當前非常熱門的人工智慧非常有可能會在未來幾年的時間裡, 為無數領域的重大技術變革提供強有力的支撐。 而對於人類的不治之症癌症的研究自然也不會缺少人工智慧的支持, 穀歌公司目前就在這個領域裡潛心研究。

今天, 在美國癌症協會年會上, 穀歌披露了其正在通過加持了AR和AI技術的顯微鏡, 使得對普通癌細胞的病理學檢測可以實現即時觀測結果。

工作原理是這樣的:用機器學習的方法即時分析顯微鏡視野下的圖像, 並即時輸出模型的結果, 通過AR元件, 在原本的圖像上繪製出潛在腫瘤的邊緣。 整個過程都是即時和迅速完成的。 檢測人員可以邊移動被檢測的細胞, 邊得到最新的結果。 可以說是一種顯微鏡下的AR影像。

更重要的是, 穀歌的ARM平臺元件可以直接被裝入各個醫院和診所中現有的光學顯微鏡中, 成本低且易於使用。

通過現代計算元件和深度學習模型, 例如建立在TensorFlow上的模型, 人們將能在此平臺上運行大量預訓練模型。 使用方式和傳統的顯微鏡類似, 使用者通過目鏡觀察樣本, 機器學習演算法將其即時輸出投影到顯微鏡的光路中。

這種數位投影被疊加在樣本的原始圖像上, 以説明觀看者定位或量化感興趣的特徵。 重要的是, 計算和視覺回饋更新迅速——目前, 模型以每秒約10幀的速度運行, 因此當使用者在顯微鏡載玻片上移動或改變放大率時, 模型輸出可以無縫更新。

左圖:ARM的示意圖。 數碼相機捕獲與用戶相同的視場(FoV), 並將圖像傳送到能夠運行機器學習模型的即時推斷的附加計算單元。 結果被回饋到一個自訂的AR顯示幕中, 該顯示幕與目鏡齊平, 並將模型輸出投影到玻片所在的平面上。 右圖:原型圖, 由典型的臨床級光學顯微鏡改裝。

ARM可以提供多種視覺回饋,

包括文本、箭頭、輪廓、熱圖或動畫, 並且能夠運行多種類型的機器學習演算法, 旨在解決不同的問題, 如目標檢測, 量化或分類。

為了展示ARM的潛在用途, 穀歌在其上運行了兩種不同的癌症檢測演算法:一種檢測淋巴結標本中的乳腺癌轉移, 另一種檢測前列腺切除標本中的前列腺癌。 這些模型可以在4-40倍的放大倍數下運行。 下圖中的綠色輪廓是檢測到的腫瘤區域, 也就是模型輸出的結果。 這些輪廓有助於將病理學家的注意力吸引到感興趣的區域, 而不會掩蓋潛在的腫瘤細胞外觀。

雖然這兩種癌症模型最初都是在掃描器的圖像之上訓練, 且掃描器的光學配置明顯不同, 但這些模型在ARM上執行得非常好, 無需額外重新訓練。

穀歌認為, ARM有潛力對全球健康帶來重大的積極作用, 特別是對發展中國家中傳染病的診斷, 如肺結核和瘧疾。 另外, 對於正在採用數位病理工作流程, 但其掃描器仍然面臨重大挑戰或需要快速結果的醫院而言, ARM同樣能夠發揮重要的作用。

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