2020-10-26 訓練手術AI助手 腦腫瘤分割挑戰賽交通大學團隊奪冠

訓練手術AI助手 腦腫瘤分割挑戰賽交通大學團隊奪冠

由科技部AI創新研究計畫團隊主辦的腦腫瘤分割挑戰賽日前舉辦成果發表會,交通大學「綠洲雪寶」團隊以逾千筆病歷資料訓練模型並進行優化,自兩百多組參賽團隊中脫穎而出奪得冠軍。這項技術未來將成為精準識別腦腫瘤與後續手術處理的最佳輔助。

精準醫療人工智慧輔助決策系統計畫2018年首次舉辦腦腫瘤分割挑戰賽,理念在於導入AI訓練模組,以精確識別腦腫瘤位置並協助圈選腫瘤輪廓,協助縮短電腦刀在微小腫瘤切除手術時所花費的時間,同時保持精準度。未來如能導入AI模組作為精準識別腦腫瘤與後續手術處理的最佳輔助決策幫手,將會是人類在醫學上治療腦腫瘤與相關癌症的里程碑,這也是賽事核心價值之一。

綠洲雪寶隊隊長、電子研究所碩士班同學宋季轅表示,比賽主要任務是利用AI機器學習把MRI磁振照影資料中有腦瘤的地方圈選出來,輔助放射科手術的治療。主辦方先提供1600筆MRI訓練資料集讓團隊進行分析,再釋出驗證資料集,讓團隊評斷模型是否有效;進入複賽後再提供測試資料集,讓團隊進行模型訓練。宋季轅認為,團隊勝出的原因在於使用Ensemble優化兩種U-Net深度學習的網路架構,包括藉由Variational AutoEncoder分支對原本的U-Net進行正規化與兩階U-Net串聯,同時針對資料做不同的預處理,透過不斷訓練提高準確率。

宋季轅說,過程中他曾諮詢相關領域醫師,了解MRI三維資料對於手術的重要性,當腫瘤是不規則形時就會花費很長時間判別;以腦瘤為例,腦外科醫生與放射科醫生須多次交叉比對圈選出的腦瘤位置與輪廓是否正確,如能透過AI縮短圈選腫瘤的時間,可大幅降低醫師負擔,同時讓醫師有機會服務更多患者。

綠洲雪寶成員主要來自張錫嘉教授研究室,包含在資料前處理方面給予許多寶貴建議的廖彥欽博士。能夠獲得首獎,主要還是歸功於主辦單位提供可以相互交流、精進自己的良好平台;同時感謝台大醫神計畫與蕭輔仁醫師所標記的完善資料,讓團隊得以訓練出好的模型並即時地予以優化,不斷精進。

腦腫瘤分割挑戰賽今年邁入第三屆,賽區從台大、台灣擴展至全亞洲。科技部補助全幅健康照護中心(MAHC)今年特別協辦,為加盟該中心之台大醫神計畫團隊此次所主辦的活動提供贊助與廣宣協助。威強電工業電腦、威聯通科技、商之器科技公司也參與其中,攜手為優化AI與醫學的結合貢獻心力。