人工智能協助辨識皮膚疾病:皮膚科的新時代

人工智能(AI)越來越多應用於透過分析醫療影像以高準確度辨識皮膚疾病。從偵測黑色素瘤與皮膚癌,到診斷暗瘡、濕疹、牛皮癬及罕見皮膚病,AI 支援全球皮膚科醫生,改善早期發現並擴大皮膚醫療的可及性。

皮膚問題非常普遍 – 全球近 每四人就有一人 出現像濕疹或暗瘡等慢性皮膚病。即使專科醫生有時亦難以診斷某些皮疹或斑點,尤其在早期階段。人工智能(AI)現正成為一項強而有力的輔助工具。透過從數以千計或百萬計的皮損照片「學習」,AI 演算法能找出連經驗豐富的醫生也可能漏掉的細微視覺模式。這並非取代皮膚科醫生,而是以 增強 他們的能力 — 幫助更早發現疾病並更快分流病人。

AI 如何辨識皮膚疾病

基於 AI 的皮膚工具運作方式有點像智能相片濾鏡。首先,使用者(或醫生)拍攝受影響皮膚部位的清晰影像。影像會被輸入至已在大量帶標註的皮膚圖片庫上訓練的深度神經網絡(AI 的一種類型)。透過 深度學習,AI 學會將視覺特徵與特定病症關聯(例如黑色素瘤的不規則邊界或牛皮癬的銀白色鱗屑)。訓練完成後,系統即可分析新照片並輸出可能的診斷或風險等級。

AI 演算法是透過餵入數十萬甚至數百萬張已標註診斷與結果的皮膚病影像來建立……電腦學會識別影像中與特定皮膚疾病相關的徵兆性模式。

— 具里程碑意義的皮膚科研究
AI 如何辨識皮膚疾病
皮膚疾病辨識的深度學習流程

臨床準確度 & 實際表現

在受控測試中,AI 已展現出 令人印象深刻的準確度。2024 年的一項薈萃分析發現,用電腦輔助診斷黑色素瘤(最致命的皮膚癌)的表現與皮膚科醫生的表現相當。另一項以超過 150,000 張涵蓋 70 種疾病的影像訓練的研究,在區分良性與惡性病變上達到 AUC 0.946 —— 意味著該任務上 AI 的整體準確率接近 95%。

更令人注目的是,當醫生實際採用AI 建議時,他們的準確度顯著提升:

只有醫生

基線表現

  • 敏感性:約75%
  • 特異性:81.5%
醫生 + AI

改善結果

  • 敏感性:81%
  • 特異性:86.1%
主要發現: 在一項由史丹福主導的試驗中,受 AI 輔助的醫師(包括非專科醫師)準確率顯著提高。即使皮膚科醫師本身也獲得小幅提升,證明了 AI+醫生勝過單獨醫生 在皮膚癌篩查上的效果。

我們希望病人能預期我們會使用 AI 輔助,以提供最佳的照護。

— 皮膚科研究員

AI 診斷的地理分佈模式

一項對 AI 皮膚病評估的全球研究顯示技術應用存在明顯的地域差異:

北美 & 歐洲

較高比例的惡性腫瘤預測,反映該地區的疾病盛行率與篩查重點。

非洲

更多感染個案被識別,反映資源有限地區的疾病負擔與工具應用情況。

亞洲

良性腫瘤診斷比例最高,顯示疾病型態與使用者族群的差異。
AI 不只會辨識皮膚癌
AI 皮膚病診斷模式的全球分佈

AI 可檢測的廣泛皮膚病症

AI 並不限於癌症。現代模型可處理 各類皮膚病症,其中暗瘡與牛皮癬是 AI 皮膚科研究中最常被研究的:

炎症與色素性疾病

  • 暗瘡
  • 牛皮癬
  • 濕疹
  • 玫瑰痤瘡
  • 白癜風

感染性疾病

  • 疥瘡
  • 麻瘋病
  • 被忽視的熱帶病

AI 也有助於診斷 感染性皮膚疾病 —— 在資源匱乏的地區尤其有價值。世界衛生組織(WHO)已發起一項針對 被忽視的皮膚熱帶病(NTDs)的全球倡議,訓練演算法識別麻瘋病、雅司病(yaws)及類似病症。此一努力強調「增強式智慧」是用來 支援 第一線醫護人員,而非取代他們。

實務應用: 智能手機或皮膚鏡拍攝影像,AI 處理後,使用者會收到可能診斷清單或就醫提醒——對許多皮疹與斑點而言,可作為虛擬的第二意見。

AI 在皮膚科的主要優點

以 AI 為驅動的工具帶來明顯優勢,正在改變皮膚病診斷:

速度 & 一致性

AI 能即時分析照片並建議病變是否可能為良性或需做活檢,提升診斷速度與一致性。

擴大可及性

偏遠或服務不足地區的病人可使用 AI 應用或遠距皮膚科服務,在專科稀缺的情況下獲得篩查。

教育 & 訓練

AI 可標示皮膚病特徵,協助醫學生受訓並讓病人更了解其病情。

研究 & 監測

透過處理大量影像資料集,AI 揭示全球趨勢並協助流行病學家追蹤感染性疾病的爆發。

醫師觀點: 受訪的皮膚科醫師認為 AI 可大幅改善病人分流與就醫可及性:66% 指出加快分流是主要好處,47% 指出改善可及性。研究發現這是雙贏:AI 輔助不僅提升準確率,還節省醫師時間,並可能減少職業倦怠。
AI 在皮膚科的顯著優勢
AI 整合於皮膚科臨床的主要好處

挑戰 & 限制

儘管前景可期,皮膚科的 AI 仍有重要限制,使用者與臨床醫師必須了解:

影像品質 & 真實世界情況

演算法極度依賴資料,且可能被非典型影像干擾。大多數訓練照片為高品質臨床影像,但真實世界的照片(自拍、光線昏暗、病損受毛髮遮蓋)會使模型混淆。AI 對未曾見過的病損類型表現不佳——一項分析發現演算法在診斷從未見過的病損類型時準確率僅約 6%,基本上等同隨機猜測。

消費者應用程式的可靠性

消費者應用並非萬無一失。2022 年對智慧型手機痣掃描應用的回顧顯示,對黑色素瘤的平均準確率僅約 ~59%。有些應用甚至未能標示真實的黑色素瘤,令使用者產生錯誤的安全感。這就是為何專家警告,任何 AI 結果都應由臨床醫師審核

偏見 & 膚色差異

許多 AI 模型以較淺膚色的影像為訓練資料,導致對深色皮膚的可靠性較低。實務者必須確保演算法在多元族群中經過驗證。這是一項重要的公平性議題,需持續關注與測試。

法規 & 臨床驗證

部分 AI 皮膚工具已取得法規認可(如 FDA、CE 標誌),但專家強調仍需在臨床試驗中持續測試。例如早期獲 FDA 核准的黑色素瘤掃描器 MelaFind,在實際使用中顯示出特異性偏低且假陽性過多,最終被撤市。因此,任何 AI 結果都應由臨床醫師審核。

重要提醒: 正如 WHO 所指出,AI 應當 增強 人類決策,而非取代。在 2020 年的一項調查中,54% 的皮膚科醫生擔心在缺乏足夠後續追蹤的情況下使用 AI 會造成照護空隙,包括醫病互動的減少以及潛在的準確性問題。
AI 在皮膚病識別應用的挑戰與限制
AI 皮膚病識別的主要挑戰

全球倡議 & 法規架構

領先的衛生組織正積極塑造 AI 在皮膚科的角色:

WHO 倡議

建立龐大的照片資料庫(數千張影像)以訓練針對麻瘋病和雅司病等熱帶病的模型。

FDA 核准

在 2024 年 1 月,核准了 DermaSensor — 首款供基層醫療使用的 AI 啟用皮膚癌掃描器。

專業指引

美國皮膚科學會等機構主張醫師應引導 AI 的開發,以最大化效益並降低風險。
專家共識: 發表於 Lancet Digital Health 的一篇回顧強調,AI 在廣泛採用前必須在多元臨床情境中經過驗證。專家呼籲制定明確指引並持續監測,以確保 AI 工具安全、有效且具公平性。

未來展望

此領域進展迅速,幾項有希望的發展正在出現:

1

更大的資料集

建立更多樣化的影像庫以改善訓練

2

演算法改進

提升準確度並減少不同膚色間的偏差

3

整合式數據

將影像與病歷和基因資料結合

4

臨床整合

在皮膚科診所與遠距醫療中常規應用

我們可以預期 AI 將成為皮膚科診所與遠距醫療服務的常規部分。未來病人或可使用獲 FDA 核准的 AI 應用來為常見皮疹分流,將醫師門診留給較嚴重的個案。關鍵在於 負責任的部署:確保 AI 工具持續監測、運作透明,並涵蓋所有膚色。

專家共識:AI 擁有 大幅降低漏診並提升效率的潛力 — 前提是明智使用。在醫師掌控下,AI 很快可成為維護皮膚健康的可信助手。
AI 在皮膚科的未來
AI 在皮膚科的未來方向

重點摘要

  • AI 處理皮膚影像 以標示像皮膚癌、濕疹或牛皮癬等疾病。經大型影像庫訓練的深度學習模型可在許多任務上達到與皮膚科醫師相當的準確度。
  • 在研究中,使用 AI 的臨床醫師診斷更為準確(例如癌症敏感性由 75% 提升至 81%)。病人可能獲得更早的偵測與更佳的皮膚科就醫可及性。
  • AI 的主要應用包括 黑色素瘤篩檢、診斷常見疾病(暗瘡、濕疹、牛皮癬)以及偵測被忽視的熱帶皮膚病。
  • 許多消費者應用表現不佳(有些對黑色素瘤的平均準確率僅約 ~59%)。AI 在面對不尋常影像或不同膚色時會遇到困難。務必諮詢醫療專業意見。
  • 全球衛生機構(WHO、FDA、皮膚科學會)正積極制定指引、建立影像資料庫與相關法規,以確保 AI 工具安全且有效。

基於 AI 的皮膚診斷並非萬靈藥,但它是一項強大的新興工具。當與醫療專業知識結合時,它承諾提供更快速、更多人可及的皮膚醫療 — 有望更早發現嚴重問題並幫助數以百萬計缺乏專科資源的人。如一位皮膚科醫師所言,在適當監督下,AI 將為病人提供「可能的最佳照護」。

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Rosie Ha 是 Inviai 的作者,專注分享人工智能的知識與解決方案。憑藉在商業、內容創作及自動化等多個領域應用 AI 的經驗,Rosie Ha 將帶來易明、實用且具啟發性的文章。Rosie Ha 的使命是協助大家有效運用 AI,提高生產力並擴展創意潛能。
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