醫(yī)療AI正在以前所未有的速度重塑診斷流程,而背后默默支撐的人工標注體系則成為了這一革命性變革的無聲基石。
2025年8月,一項發(fā)表在《自然醫(yī)學》雜志上的研究顯示,最新開發(fā)的人工智能診斷系統(tǒng)在乳腺癌篩查領域的準確率較傳統(tǒng)人工診斷提升了23%,誤診率降至驚人的0.5%以下。
這種顯著的性能提升不僅得益于算法創(chuàng)新,更源于多專家標注體系的完善與成熟。醫(yī)療AI正在逐步跨越從“輔助工具”到“臨床伙伴”的關鍵門檻。
在傳統(tǒng)病理診斷中,單個病理專家的主觀判斷難以避免地存在偏差。這種偏差可能源于專業(yè)經(jīng)驗、視覺疲勞甚至當天的工作狀態(tài)。
診斷一致性問題是醫(yī)療領域的長期挑戰(zhàn)。研究表明,即使是資深專家團隊,在乳腺癌診斷中的誤診率也達到5.6%,漏診率為8.1%。
虛擬染色等AI新技術也帶來了新型風險。生成式AI可能產(chǎn)生“現(xiàn)實幻覺”,在病理圖像中創(chuàng)建出根本不存在的組織結構,甚至欺騙專業(yè)病理學家。
這些“現(xiàn)實幻覺”顯示出不屬于實際患者的組織構造,可能導致錯誤的診斷結論,從而影響治療方案制定。
多專家標注的核心價值在于通過聚合多位專家的知識,降低個體標注誤差,提高標注一致性。在醫(yī)學影像標注領域,標注通常需要多位專業(yè)醫(yī)師獨立完成,由于主觀判斷差異,不同標注者產(chǎn)生的標簽圖往往存在不一致性。
這種不一致性反而反映了臨床實踐中的真實不確定性,簡單的強制統(tǒng)一可能會損失有價值的專家知識。
智能任務分配算法根據(jù)標注者專業(yè)領域、歷史準確率等維度自動分配標注任務,確保每個樣本獲得足夠數(shù)量的獨立標注。
標注沖突解決策略包含多種解決方案:多數(shù)表決機制、專家復核流程、自動一致性檢測和標注質(zhì)量評分體系。
數(shù)據(jù)聚合方法也不盡相同:包括簡單投票法、加權投票(基于標注者可信度)、概率融合模型和基于EM算法的真值推斷。
在技術實現(xiàn)層面,多專家標注體系主要采用兩種方案:重復樣本法和概率標簽法。
重復樣本法將同一影像的不同標注版本視為獨立訓練樣本,在預處理階段保留所有標注者生成的標簽圖,為每個標簽圖創(chuàng)建對應的數(shù)據(jù)條目。
這種方法實現(xiàn)簡單,無需修改現(xiàn)有算法核心架構,能夠完整保留各標注者的專業(yè)判斷,適用于任何分割任務和損失函數(shù)。
概率標簽法則將多位標注者的標簽融合為概率圖,對每個體素計算各標簽出現(xiàn)的頻率。
二分類任務可直接使用[0,1]區(qū)間的概率值,而多分類任務則需要轉換為各類別的概率分布。
為解決標注負擔過重的問題,研究人員開發(fā)出了創(chuàng)新性的數(shù)據(jù)標注方法。中國研究團隊開發(fā)了一種通過眼動追蹤設備標注活檢圖像數(shù)據(jù)的方法,顯著減少了手動標注組織活檢圖像中每個感興趣像素的負擔。
研究人員收集了病理學家使用定制開發(fā)軟件和眼動追蹤設備查看切片時的數(shù)據(jù),這些設備報告了病理學家的眼球運動、整個幻燈片組織圖像的縮放和平移以及每個樣本的診斷。
團隊假設病理學家在查看組織活檢圖像時通過眼動追蹤設備獲得的視覺數(shù)據(jù)可以教會AI模型哪些區(qū)域是活檢圖像中特別感興趣的區(qū)域,從而為像素級注釋提供了一種負擔輕得多的替代方法。
加州納米系統(tǒng)研究所UCLA分校的研究團隊開發(fā)了一種名為AQuA(自主質(zhì)量和幻覺評估工具)的AI技術,用于檢測虛擬染色AI模型偶爾產(chǎn)生的可能危及生命的錯誤(稱為現(xiàn)實幻覺。
在一組人類腎臟和肺部樣本的虛擬染色圖像中,這種新工具區(qū)分有錯誤圖像和無錯誤圖像的準確率達到99.8%。
AQuA檢測到了被認證病理學家在審查相同染色圖像時遺漏的現(xiàn)實幻覺。該AI還檢測到了與訓練數(shù)據(jù)中包含的錯誤類型不同的幻覺,以及人類實驗室技術人員染色的圖像中的錯誤。
多專家標注體系特別適用于主觀性強的標注任務(如情感分析)、復雜醫(yī)學影像標注、法律文書關鍵信息提取和多語種文本標注。
在計算病理學領域,多專家標注推動了細胞核分割技術的進步。通過基于提示的零樣本分割和使用細胞特異性SAM模型進行直接分割,研究人員能夠?qū)Ω鞣N類型的細胞核和細胞進行有效的分割。
分子增強的全棧SAM模型采用全面方法,通過分子增強學習吸引非專業(yè)標注員參與標注過程,減少對詳細像素級注釋的需求。
該模型還通過整合面向分子的學習校正(MOCL)提高分割精度。
部署多標注系統(tǒng)時需考慮多個因素:標注者培訓成本、質(zhì)量控制體系設計、標注效率與質(zhì)量的平衡,以及標注不一致樣本的處理流程。
醫(yī)學影像標注平臺MD.ai展示了多機構、多國專家聯(lián)合標注的實際應用。該平臺基于Web模式,是第一個創(chuàng)建的交互標注工具,使多機構、多國專家可以聯(lián)合標注的數(shù)據(jù)集標注工具。
平臺允許用戶快速啟動深度學習項目,提供匿名醫(yī)學圖像的云存儲、為醫(yī)學深度學習優(yōu)化的基于Web的注釋工具、與團隊實時協(xié)作以及輕松導出注釋、圖像和標簽以進行訓練。
醫(yī)療AI正在從單一模型訓練向多專家協(xié)同標注的生態(tài)系統(tǒng)演進。黑河市第一人民醫(yī)院的最新采購需求表明,現(xiàn)代病理會診平臺需要至少100位病理專業(yè)亞??茖<?/span>支持,并能實現(xiàn)多專家同時診斷同一病例并各自出具報告。
這種多專家標注體系不僅服務于AI訓練,更正在重構醫(yī)療質(zhì)量控制的底層架構。美國放射學會(ACR)已建議將AI輔助診斷納入2027年版乳腺癌篩查指南。
人機協(xié)作的新工作模式已獲得92%參與試驗的放射科醫(yī)生的支持,標志著醫(yī)療AI正式進入了成熟應用的新時代。
【1】Label Studio多標注者協(xié)同標注機制解析(2025-05-10)
【2】人工智能輔助診斷工具在乳腺癌篩查中展現(xiàn)顯著優(yōu)勢(2025-08-22)
【3】Fine-grained Multi-class Nuclei Segmentation with Molecular-empowered All-in-SAM Model(2025-08-21)
【4】交互式醫(yī)學影像標注器--MD.ai概述(2022-04-21)
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