数据标注在医疗健康领域的应用和挑战

来源:淘丁集团

数字化浪潮席卷全球的当下,医疗健康领域正加速拥抱人工智能技术,而数据标注作为人工智能发展的 “基石”,在医疗健康领域的重要性日益凸显。数据标注就像一位细致入微的 “数据翻译官”,将杂乱无章的医疗数据转化为机器能够理解的 “语言”,为医疗 AI 的精准运行保驾护航。那么数据标注在医疗健康领域有哪些应用场景,以及它所面临的哪些挑战呢?

01数据标注在医疗健康领域的核心应用场景

1、医学影像诊断

医学影像是医生诊断疾病的重要依据,包括 CT、MRI、X 光片、超声图像等。然而,由于医学影像数量庞大、病灶形态复杂多样,医生在阅片过程中不仅需要耗费大量的时间和精力,还可能因人为因素出现误诊或漏诊的情况。

数据标注的出现,为解决这一问题提供了有效途径。专业的标注人员(通常是医学专业人员或经过专业培训的技术人员)会对医学影像中的病灶区域进行精准标注,如标注肿瘤的位置、大小、形态,标注骨折的部位和程度等。通过对大量标注后的医学影像数据进行训练,AI 模型能够逐渐学习到不同疾病在影像中的特征,从而具备自动识别和诊断疾病的能力。

例如,在肺癌早期诊断中,AI 模型可以通过分析标注后的胸部 CT 影像,快速识别出肺部的微小结节,并判断结节的良恶性概率,为医生提供重要的诊断参考,大大提高了肺癌早期诊断的效率和准确性。

2、电子病历处理

电子病历是患者在就医过程中产生的重要医疗记录,包含了患者的基本信息、症状、体征、诊断结果、治疗方案、检查报告等大量信息。这些信息大多以非结构化文本的形式存在,难以直接被 AI 模型利用。

数据标注可以对电子病历中的文本信息进行结构化处理,如标注患者的疾病名称、症状术语、药物名称、手术名称等。通过标注,电子病历中的非结构化数据转化为结构化数据,AI 模型能够更轻松地提取和分析其中的关键信息,实现多种应用。

比如,基于标注后的电子病历数据,AI 模型可以构建患者的疾病风险预测模型,通过分析患者的历史病历信息,预测患者未来患上某种疾病的风险;还可以辅助医生进行临床决策,为医生推荐合适的治疗方案和药物,减少医疗差错的发生。

3、药物研发

药物研发是一个周期长、成本高、风险大的过程,从药物发现到临床试验再到最终上市,往往需要十几年甚至几十年的时间,耗费数十亿美元的资金。数据标注在药物研发的多个环节都发挥着重要作用,能够有效缩短研发周期、降低研发成本。

在药物发现阶段,研究人员可以通过标注大量的生物医学数据(如基因序列数据、蛋白质结构数据、细胞实验数据等),训练 AI 模型来预测药物分子与靶点蛋白的相互作用,筛选出具有潜在活性的药物分子,大大提高药物发现的效率。

在临床试验阶段,数据标注可以对临床试验数据进行标准化和规范化处理,如标注患者的基本信息、试验分组、用药情况、疗效指标、不良反应等。AI 模型可以基于标注后的临床试验数据,分析药物的疗效和安全性,优化临床试验方案,提前发现可能存在的风险,确保临床试验的顺利进行。

4、远程监护与慢性病管理

随着远程医疗和可穿戴设备的普及,越来越多的患者开始通过可穿戴设备(如智能手环、智能手表、血糖仪、血压计等)实时监测自己的生理指标,如心率、血压、血糖、睡眠质量等。这些设备产生的大量生理数据,需要通过数据标注才能被 AI 模型有效分析和利用。

标注人员会对这些生理数据进行标注,如标注正常生理指标范围、异常指标出现的时间和持续时长等。AI 模型通过学习标注后的生理数据,能够实时监测患者的健康状况,当发现患者的生理指标出现异常时,及时发出预警信息,提醒患者和医生采取相应的措施。

对于慢性病患者(如糖尿病患者、高血压患者)来说,基于数据标注的 AI 远程监护系统可以帮助他们更好地管理自己的病情。AI 模型可以根据患者的历史生理数据和标注信息,为患者制定个性化的饮食、运动和用药方案,并定期评估患者的病情变化,调整治疗方案,有效降低慢性病并发症的发生风险。

02数据标注在医疗健康领域面临的挑战

尽管数据标注在医疗健康领域有着广阔的应用前景,但在实际应用过程中,也面临着诸多挑战。

1、专业人才短缺

医疗数据标注具有极高的专业性要求,标注人员不仅需要掌握数据标注的技术和方法,还需要具备扎实的医学专业知识。例如,在医学影像标注中,标注人员需要能够准确识别不同疾病在影像中的特征,这就要求他们具备医学影像诊断的相关知识和经验;在电子病历标注中,标注人员需要熟悉医学术语和疾病分类标准,能够准确提取和标注病历中的关键信息。

然而,目前市场上既懂医学又懂数据标注的专业人才严重短缺。一方面,医学专业人员大多专注于临床诊疗工作,缺乏数据标注的相关技术和经验,不愿意投身于数据标注行业;另一方面,普通的数据标注人员虽然具备一定的标注技术,但由于缺乏医学专业知识,难以准确完成医疗数据的标注工作,导致标注数据的质量参差不齐,影响了 AI 模型的训练效果。

2、数据隐私与安全

医疗数据包含了患者的个人隐私信息和敏感医疗信息,如患者的姓名、身份证号、病历信息、基因信息等,这些信息一旦泄露,将给患者带来巨大的风险和损失,同时也会引发严重的社会问题。

在数据标注过程中,需要将医疗数据提供给标注人员进行处理,这就增加了数据泄露的风险。虽然目前已经采取了一些数据安全保护措施,如数据脱敏、加密传输、访问权限控制等,但由于医疗数据的敏感性和复杂性,这些措施仍然难以完全保障数据的安全。此外,一些标注机构可能存在数据管理不规范、安全意识淡薄等问题,进一步加剧了数据隐私和安全的风险。

3、标注标准不统一

由于医疗健康领域涉及的疾病种类繁多、诊断标准复杂,不同地区、不同医院、不同医生对同一种疾病的诊断和描述可能存在差异,这就导致了医疗数据标注标准的不统一

目前,我国尚未出台全国统一的医疗数据标注标准,各个标注机构和企业往往根据自己的需求和理解制定标注标准,导致不同机构标注的数据格式、标注内容和标注精度存在较大差异。这种标注标准的不统一,使得不同机构标注的数据难以共享和复用,增加了 AI 模型训练的成本和难度。同时,基于不同标注标准训练出来的 AI 模型,其性能和通用性也会受到影响,难以在不同的医疗场景中推广应用。

4、标注成本高昂

医疗数据标注的成本主要包括人力成本、时间成本和技术成本。由于医疗数据标注需要专业的人才,且标注过程复杂、耗时较长,导致人力成本和时间成本居高不下。此外,为了保证标注数据的质量,还需要投入大量的资金用于标注工具的研发、标注质量的检测和评估等,进一步增加了标注成本。

对于一些小型医疗 AI 企业和科研机构来说,高昂的标注成本是一个难以承受的负担,他们往往无法承担大量高质量医疗数据标注的费用,从而限制了其在医疗 AI 领域的研发和创新。即使是一些大型企业,也需要在数据标注方面投入大量的资金,这在一定程度上制约了整个医疗 AI 行业的发展速度。

随着多模态大语言模型在医学影像诊断领域的不断突破,数据标注技术将继续赋能智慧医疗应用:从远程医疗到智能医疗器械设备,从智能影像识别到可穿戴医疗设备,再到智能健康管理和智能药物研发,数据标注在医疗健康领域的应用将会更加广泛和深入。

与此同时,我们也必须清醒地认识到,数据标注在医疗健康领域还面临着专业人才短缺、数据隐私与安全、标注标准不统一、标注成本高昂等诸多挑战。这些挑战需要政府、企业、科研机构和医疗机构等多方主体齐心协力,通过加强人才培养、完善法规制度、统一标注标准、创新标注技术等方式加以解决。

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