「肺炎 X 光病灶識(shí)別」挑戰(zhàn)：面對(duì)疫情，開發(fā)者能做的還有很多！

本文作者：楊鯉萍

2020-02-05 19:20

導(dǎo)語：AI 加持，共渡難關(guān)

雷鋒網(wǎng) AI 開發(fā)者按：自 AI 迅速發(fā)展以來，除互聯(lián)網(wǎng)之外，其在醫(yī)療方面也是屢屢作出突出貢獻(xiàn)。無論是高效的檢測速率，還是高精度的診斷結(jié)果，都幫助醫(yī)者大大減少了工作量，為病人奪得了更寶貴的救治時(shí)間。

就在最近全球緊密關(guān)注的新型冠狀病毒戰(zhàn)「疫」中，AI 再次發(fā)揮了其高效特性。在由浙江省疾控中心、阿里巴巴達(dá)摩院、杰毅生物共同研發(fā)的一套全新檢測平臺(tái)中，研究者們巧妙利用 AI 算法，最終使得病毒基因分析的速度由半天（約 8 小時(shí)）縮短到半小時(shí)！

而作為公民兼開發(fā)者的我們，盡管大多數(shù)人無法參與這次的抗疫開發(fā)實(shí)戰(zhàn)中，但我們可以加入 AI 研習(xí)社【肺炎檢測挑戰(zhàn)賽專題】，將我們所擁有的力量，以另一種方式貢獻(xiàn)到這次抗疫支援行動(dòng)中。

「肺炎 X 光病灶識(shí)別」挑戰(zhàn)：面對(duì)疫情，開發(fā)者能做的還有很多！

AI 能為這場戰(zhàn)「疫」做些什么？

眾所周知，要贏得這場瘟疫戰(zhàn)勝利的關(guān)鍵，一方面在于通過確診從而嚴(yán)密控制疫情擴(kuò)散；另一方面則是特效疫苗的成功研制。而整個(gè)過程中，無論是病毒基因檢測，還是疫苗研發(fā)，都需要大量的時(shí)間。

以前在面對(duì)疫情時(shí)，我們的醫(yī)者只能通過人工進(jìn)行長時(shí)間的反復(fù)研究、反復(fù)修改、反復(fù)檢測，然后獲得預(yù)期的疫苗，但現(xiàn)在我們有了 AI——這一能夠?qū)Ａ繑?shù)據(jù)進(jìn)行精密計(jì)算的得力助手，這將大大有利于我們提高研究效率，更快取得這場沒有硝煙戰(zhàn)爭的勝利！

「肺炎 X 光病灶識(shí)別」挑戰(zhàn)：面對(duì)疫情，開發(fā)者能做的還有很多！

圖片來源：CNBC 所有者：CNBC

根據(jù)各個(gè)機(jī)構(gòu)公布的數(shù)據(jù)，新型冠狀病毒全基因組序列全長 29847bp，是基因組序列最長的病毒之一。而在 2 月 1 日浙江省疾控中心上線的自動(dòng)化全基因組檢測分析平臺(tái)中，就充分利用了阿里達(dá)摩院研發(fā)的 AI 算法，替代了原有的核酸檢測方法。

相比之下，AI 檢測除了將原來數(shù)小時(shí)的新型冠狀病毒肺炎疑似病例基因分析縮短至半小時(shí)，大幅縮短確診時(shí)間之外；還彌補(bǔ)了原有方法只能檢測到病毒基因局部的局限，能夠更加精準(zhǔn)檢測出病毒的變異情況。

「肺炎 X 光病灶識(shí)別」挑戰(zhàn)：面對(duì)疫情，開發(fā)者能做的還有很多！

新型冠狀病毒結(jié)構(gòu)

AI 檢測核心技術(shù)

在傳統(tǒng)的病毒基因分析過程中，整個(gè)流程涵蓋主要包含了：樣本標(biāo)記、分裝；核酸提取；熒光定量 PCR 體系配制；上機(jī)檢測；數(shù)據(jù)報(bào)告分析。

可以發(fā)現(xiàn)，其中的病毒基因的檢測和分析是兩種不同的工作。據(jù)了解，這次提高檢測效率的核心則在于將檢測的結(jié)果進(jìn)行「數(shù)據(jù)化」，然后交由達(dá)摩院開發(fā)的算法進(jìn)行分析。

其中阿里達(dá)摩院的一位算法專家在采訪中表示，每次測序過程會(huì)產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)，基于一系列優(yōu)化的算法，可以加快樣本病例的檢測速度；在這個(gè)環(huán)節(jié)里，算力和算法同樣重要。

「肺炎 X 光病灶識(shí)別」挑戰(zhàn)：面對(duì)疫情，開發(fā)者能做的還有很多！

達(dá)摩院算法專家顧斐博士在疾控中心基因檢測分析現(xiàn)場

而在算法方面，具體而言，在序列比對(duì)過程中開發(fā)者增加了分布式設(shè)計(jì)，可以有效提升比對(duì)效率。而在病毒序列拼接階段則用到了分布式設(shè)計(jì)的 de Bruijn 圖算法，從而將病毒拼接的速度由 30 分鐘-1 小時(shí)縮短到 15-30 分鐘。

而且截止目前，檢測結(jié)果還未出現(xiàn)不準(zhǔn)確的情況；通過這樣的檢測方式，甚至變異病毒也能得到精準(zhǔn)的檢測結(jié)果。它能夠?qū)σ伤撇±牟《緲颖具M(jìn)行全基因組序列分析比對(duì)，避免因?yàn)椴《咀儺愒斐傻穆z情況。

「肺炎 X 光病灶識(shí)別」挑戰(zhàn)：面對(duì)疫情，開發(fā)者能做的還有很多！

新型冠狀病毒的電鏡照片圖片來源：中國疾控中心

我們的戰(zhàn)「疫」行動(dòng)

通過這次 AI 抗疫，我們可以看到，AI 檢測相關(guān)技術(shù)確實(shí)能夠大幅縮短醫(yī)生的工作量，并且提高專業(yè)診斷的效率和準(zhǔn)確性。

本次由 2019-nCoV 病毒引發(fā)的肺炎疫情仍在持續(xù)。因此，AI 研習(xí)社（https://god.yanxishe.com/）重啟「肺炎賽題」，希望大家盡量減少外出，安心在家打比賽、拿獎(jiǎng)金、勤洗手、戴口罩；全國人民上下一心，共抗疫情。

「肺炎 X 光病灶識(shí)別」挑戰(zhàn)：面對(duì)疫情，開發(fā)者能做的還有很多！

圖片來源：AI 研習(xí)社

大賽主頁提供了「肺炎 X 光片」相關(guān)的數(shù)據(jù)集，包括了訓(xùn)練集 20013 張以及測試集 6671 張。比賽任務(wù)即：編寫相應(yīng)代碼，訓(xùn)練模型正確識(shí)別肺炎 X 光病灶數(shù)量~

開始時(shí)間：2020-02-04 09:00:00
結(jié)束時(shí)間：2020-03-05 00:00:00

大賽基礎(chǔ)獎(jiǎng)金池為 5000 元，除了比賽原有的三種獎(jiǎng)項(xiàng)——參與獎(jiǎng)（30%）、突破獎(jiǎng)（20%）、排名獎(jiǎng)（50%）；AI 研習(xí)社春節(jié)紅包活動(dòng)仍在繼續(xù)，邀請(qǐng)好友參賽得獎(jiǎng)金，獎(jiǎng)金直接劃入個(gè)人賬戶，視同比賽獎(jiǎng)金。以上四種獎(jiǎng)項(xiàng)均互不沖突哦！

「肺炎 X 光病灶識(shí)別」挑戰(zhàn)：面對(duì)疫情，開發(fā)者能做的還有很多！