腾讯AI Lab“绝悟”首次将强化学习引入病理全片扫描|当前要闻

2022-12-19 18:22:06 来源:新华财经

记者从腾讯方面获悉,腾讯AI Lab19日发布其决策智能AI“绝悟”的最新成果“绝悟RLogist”,将AI深度强化学习技术迁移到病理全片扫描图像诊断领域,在性能接近的情况下,将传统病理阅片效率提升400%。

该研究相关论文被国际人工智能顶级学术会议“AAAI 2023”接收,代码已开源。

据了解,“绝悟”AI是腾讯将游戏场景与人工智能技术进行融合研究的核心探索之一,此前腾讯先后在 MOBA、RTS、3D开放世界(Minecraft)等多类型游戏中取得了业界领先的研究成果,证明了其在游戏复杂环境中较为优秀的决策智能水平。


(相关资料图)

本次发布的“绝悟RLogist”受启发于“绝悟”在3D游戏环境中进行观测并做出决策的过程,将这些能力迁移至病理阅片场景,提出了基于深度强化学习找寻最优看片路径的方法,并在相关测试数据集中表现出较高的效率。

数据显示,显微扫描仪生成的高分辨率图像往往能够达到每个像素0.25微米,每张图像的尺寸经常是几万乘几万像素甚至更高,虽然这能更全面地展现切片信息,却也给医生的阅片带来了更大的压力,他们要从布满密集细胞和组织的超大尺寸图像中,肉眼找到风险的病灶位置并进行判断,“大海捞针”式的工作难度很大。

“绝悟”团队观察到,病理医生的阅片行为,可以转化为最优路径决策问题,而解决这类问题正是强化学习所擅长的方向。以“绝悟”在Minecraft环境中完成挖木头任务为例,AI首先要环顾四周搜集全局信息(类比病理医生在低倍镜下扫片),然后锁定视角(高倍镜确认),找到木头后执行采集动作(确认病灶),如此往复。

受此启发,“绝悟RLogist”创新性地尝试了一种类似医生病理阅片的决策思路,采用了基于深度强化学习的,找寻最优看片路径的方法,避免了用传统的穷举方式去分析局部图像切块,而是先决策找到有观察价值的区域,并通过跨多个分辨率级别获得代表性特征,以加速完成全片判读。

研究团队选择“淋巴结切片转移检测”及“肺癌分型”两个全片扫描图像的分类任务进行基准测试(TCGA-NSCLC 和 CAMELYON16 WSI 数据集)。结果表明,与典型的多实例学习算法相比,“绝悟RLogist”观察路径显著变短情况下,能够实现接近的分类表现,决策效率提升400%。

同时,该方法具体较好的可解释性。通过将“绝悟RLogist”的决策过程可视化,有潜力应用于教育性或者辅助性的医疗诊断场景。

据了解,该项研究成果获得了同行审稿人的高度评价。研究员表示,未来团队将沿着两大路径持续优化,一方面,通过引入更强的神经网络结构增强“绝悟RLogist”的表征学习能力,另一方面,使用更高阶的RL训练方法避免学习到错误的观测路径,相信未来能在该领域进一步发挥AI技术的作用。

(文章来源:新华财经)

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