人工智能在癌症治疗方面胜过人类，但医生相信它吗?

在一项涉及医生和患者的独特研究中，玛格丽特公主的研究人员测试了在现实世界的临床环境中部署人工智能(AI)用于癌症放疗的影响。

　　

 

   

高级作者珀迪博士表示，在人工智能治疗中，实验室类型的环境和临床类型之间可能存在脱节。

(多伦多，2021年6月3日)——玛格丽特公主的研究人员在一项涉及医生和患者的独特研究中，测试了在现实世界的临床环境中部署人工智能(AI)对癌症放疗的影响。

一组研究人员直接比较了由人工智能机器学习(ML)算法生成的放射治疗和由人类生成的常规放射治疗的医生评估。

他们发现，在研究的100名患者中，医生认为使用ML产生的治疗是临床可接受的。

总的来说，89%的ml产生的治疗被认为是临床可接受的治疗，72%的人产生的治疗与传统的人产生的治疗进行了头对头的比较。

此外，ML放疗流程比传统的人工驱动流程快60%，总时间从118小时减少到47小时。从长远来看，这可以通过提高效率节省大量成本，同时提高临床护理质量，这是罕见的双赢。

这项研究对人工智能在医学上也有更广泛的意义。

当在临床环境之外评估ML治疗时，正如在大多数科学工作中所做的那样，当所选择的治疗，ML或人类产生的，将被用于治疗患者时，医生对ML产生的治疗的偏好发生了变化。

在这种情况下，选择用于患者治疗的ML治疗方法的数量显著减少，并向考虑部署验证不充分的AI系统的团队发出警告。

研究发表于2021年6月3日的《自然医学》杂志上。

“我们已经证明，在治疗目的放射治疗方面，人工智能可以比人类的判断更好。McIntosh博士说，他是技术研究所Peter Munk心脏中心的科学家，也是多伦多大学医学影像联合学系医学影像和人工智能的主席。

“一个重要的发现是，当你实际将其部署在临床环境中，与模拟环境相比会发生什么。”

玛格丽特公主癌症中心医学物理学家Purdie博士补充说:“人工智能在实验室产生了很多令人兴奋的结果，我们的假设是这些结果将直接应用于临床。但我们在研究中发出了警告，它们可能不会。

“一旦你把ML生成的治疗方法交给依赖它来为患者做出真正临床决定的人，对ML的偏好可能会下降。实验室类型的环境和临床类型的环境之间可能存在脱节。”Purdie博士也是多伦多大学放射肿瘤系的副教授。

在这项研究中，正在治疗的放射肿瘤学家被要求评估两种不同的放射疗法——ML或人为产生的放射疗法——在人口统计学和疾病特征相似的两组患者中，采用相同的标准化标准。

不同之处在于，其中一组患者已经接受了治疗，所以这种比较是一种“模拟”练习。第二组患者即将开始放射治疗，所以如果人工智能产生的治疗被认为比人类治疗更优越和更可取，它们将被用于实际治疗。

肿瘤学家当时并不知道哪种放射疗法是由人设计的还是由机器设计的。由专业放射治疗师按照常规方案为每位患者单独创建人工生成治疗。相比之下，每一种ML治疗方法都是由计算机算法开发的，该算法经过高质量的同行评审数据库的训练，该数据库包含99名曾在玛格丽特公主医院接受过前列腺癌治疗的患者的放疗计划。

对于每个新患者，ML算法自动识别数据库中最相似的患者，使用从患者图像的数千个特征中学习到的相似性度量，并描绘出目标和健康器官，这是放射治疗过程的标准部分。根据ML模型，从数据库中最相似的患者中推断出一个新患者的完整治疗。

尽管ml产生的治疗在两组患者中评分很高，治疗前组的结果与治疗后组不同。

在已经接受治疗的患者组中，ml产生的治疗选择的数量超过人类治疗的83%。对于那些在接受治疗前专门选择接受治疗的患者，这一比例降至61%。

Purdie博士说:“在这项研究中，我们说研究人员需要注意临床环境。”“如果医生觉得病人的护理处于危险之中，那么这可能会影响他们的判断，即使毫升治疗被彻底评估和验证。”

康罗伊博士，医学物理学家在玛格丽特公主，指出，继高度成功的研究，ml生成的治疗现在被用于治疗大多数前列腺癌患者在玛格丽特公主。

她解释说，这种成功是由于精心的计划，明智地逐步融入临床环境，以及建立一个强大的ML程序的整个过程中许多利益相关者的参与，她补充说，该程序不断完善，不断咨询肿瘤医生并提供反馈，以及ML治疗如何反映临床准确性的结果与他们共享。

“我们非常系统地将其整合到玛格丽特公主医院的临床中，”玛格丽特公主医院的临床科学家和放射肿瘤学家柏林博士说。“开发这个新颖的软件花了大约6个月的时间，但为了让每个人都参与并适应这个过程，我们花了两年多的时间。远见、大胆和坚韧是关键因素，幸运的是，在玛格丽特公主学院，我们拥有体现这些特质的跨学科领导者。”他也是多伦多大学放射肿瘤系的助理教授。

成功开展这一级别的研究很大程度上依赖于玛格丽特公主医院整个泌尿生殖系统放射癌症小组的承诺，包括放射肿瘤学家、医学物理学家和放射治疗师。这是一个大型的多学科团队的努力，其最终目标是改善玛格丽特公主医院患者的放疗治疗。

该团队还将他们的工作扩展到其他癌症部位，包括肺癌和兽癌，目的是减少心脏毒性，这是治疗可能产生的副作用。

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