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《Nature Medicine》最新研究:基于達(dá)摩院醫(yī)療AI,CT首次實(shí)現(xiàn)大規(guī)模胰腺癌篩查

本文作者: nebula 2023-11-21 14:26
導(dǎo)語:11月21日,國(guó)際醫(yī)學(xué)頂級(jí)期刊《Nature Medicine》最新研究表明,通過“平掃CT+AI”,人類首次擁有了大規(guī)模早期胰腺癌的篩查手段。

這或許是人類與“癌癥之王”的斗爭(zhēng)中第一次掌握了主動(dòng)權(quán)。

11月21日,國(guó)際醫(yī)學(xué)頂級(jí)期刊《Nature Medicine》最新研究表明,通過“平掃CT+AI”,人類首次擁有了大規(guī)模早期胰腺癌的篩查手段。阿里達(dá)摩院(湖畔實(shí)驗(yàn)室)聯(lián)合全球十多家頂尖醫(yī)療機(jī)構(gòu),將AI用于體檢中心、醫(yī)院等無癥狀人群的胰腺癌篩查,只需要最簡(jiǎn)單的平掃CT,就在2萬多真實(shí)世界連續(xù)病人群體中發(fā)現(xiàn)了31例臨床漏診病變,其中2例早期胰腺癌病患已完成手術(shù)治愈。《Nature Medicine》 就此專門刊發(fā)評(píng)論文章:“基于醫(yī)療影像AI的癌癥篩查即將進(jìn)入黃金時(shí)代”。

《Nature Medicine》最新研究:基于達(dá)摩院醫(yī)療AI,CT首次實(shí)現(xiàn)大規(guī)模胰腺癌篩查

胰腺癌,素有“癌癥之王”的稱號(hào),平均五年生存率不到10%,是中國(guó)乃至全球生存率最低的惡性腫瘤。80%的胰腺癌一旦發(fā)現(xiàn)就是晚期,發(fā)病兇猛,極難治愈;目前臨床指南缺乏有效篩查手段,因?yàn)槿菀壮霈F(xiàn)漏診或誤診。體檢及醫(yī)院常用的平掃CT圖像對(duì)比度低,很難識(shí)別早期胰腺病變。

在最新論文《Large-scale pancreatic cancer detection via non-contrast CT and deep learning》中,基于阿里達(dá)摩院的醫(yī)療AI技術(shù),上海市胰腺疾病研究所、浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院、中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院、復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院、布拉格查理大學(xué)第一附屬醫(yī)院、上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬新華醫(yī)院、約翰霍普金斯大學(xué)等機(jī)構(gòu)首次提出以“平掃CT+AI”進(jìn)行大規(guī)模的胰腺癌早期篩查。

針對(duì)胰腺癌變位置隱匿、在平掃CT圖像中無明顯表征等特點(diǎn),研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了一個(gè)獨(dú)特的深度學(xué)習(xí)框架,最終訓(xùn)練為胰腺癌早期檢測(cè)模型PANDA:一是通過構(gòu)建分割網(wǎng)絡(luò)(U-Net)來定位胰腺,二是采用多任務(wù)網(wǎng)絡(luò)(CNN)來檢測(cè)異常情況,三是采用雙通道Transformer來分類并識(shí)別胰腺病變的類型。簡(jiǎn)而言之,該技術(shù)利用AI放大并識(shí)別平掃CT圖像中那些肉眼難以識(shí)別的細(xì)微的病灶特征,實(shí)現(xiàn)高效、安全的早期胰腺癌檢測(cè),并克服了過往篩查手段假陽性偏高的難題。

論文共同一作、上海市胰腺疾病研究所曹凱醫(yī)生介紹,此項(xiàng)研究構(gòu)建了迄今最大的胰腺腫瘤CT訓(xùn)練集(包括3208名真實(shí)病人),最終通過全球十多家醫(yī)院的多中心驗(yàn)證,測(cè)得92.9%的敏感性(判斷存在胰腺病變的準(zhǔn)確率)和99.9%的特異性(判斷無病的準(zhǔn)確率),在2萬多人的真實(shí)病例回顧性試驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)了31例臨床漏診病變,有2例早期胰腺癌病患已完成手術(shù)治愈。

截至目前,這項(xiàng)技術(shù)已在醫(yī)院、體檢等場(chǎng)景被調(diào)用超過50萬次,每1000次只出現(xiàn)一次假陽性,未來將持續(xù)進(jìn)行多中心前瞻性臨床驗(yàn)證,以期改寫“胰腺腫瘤不推薦篩查”的悲觀論點(diǎn)。

《Nature Medicine》最新研究:基于達(dá)摩院醫(yī)療AI,CT首次實(shí)現(xiàn)大規(guī)模胰腺癌篩查

復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院放射診斷科主任顧雅佳教授表示,這篇論文提出了一種有潛力的大規(guī)模胰腺癌篩查方法,在提升檢出率的同時(shí),又不會(huì)給病人帶來額外的輻射與經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)?!霸O(shè)想一下,我們?nèi)ンw檢時(shí)做個(gè)最簡(jiǎn)單的平掃CT,就能查出有無胰腺癌,這將幫助到很多胰腺病人,減少悲劇的發(fā)生?!?/p>

達(dá)摩院醫(yī)療AI團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、IEEE Fellow呂樂表示,這項(xiàng)研究是一個(gè)重要的里程碑,在臨床上證實(shí)“平掃CT+AI”的癌癥篩查技術(shù)路徑的可靠性。達(dá)摩院醫(yī)療AI團(tuán)隊(duì)正在聯(lián)合全球多家頂尖醫(yī)療機(jī)構(gòu),利用AI技術(shù)探索低廉、高效的多癌篩查新方法,希望能讓人們通過一次平掃CT就查出多種早期癌癥。目前,這項(xiàng)工作已經(jīng)在胰腺癌、食管癌肺癌、乳腺癌、肝癌、胃癌、結(jié)直腸癌等七種高發(fā)癌癥上取得階段性進(jìn)展,研究成果先后登上《Nature Medicine》《Nature Communications》等醫(yī)學(xué)期刊及CVPR/MICCAI/IPMI等AI頂會(huì)。

據(jù)介紹,達(dá)摩院醫(yī)療AI團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期致力于AI與醫(yī)療影像的融合研究,重點(diǎn)布局精準(zhǔn)癌癥診療、精準(zhǔn)慢性病診療、神經(jīng)退行性疾病預(yù)篩三大方向,研發(fā)了包括規(guī)模篩查、精準(zhǔn)診斷、預(yù)后治療、響應(yīng)評(píng)估在內(nèi)的全流程的癌癥診療技術(shù)。該團(tuán)隊(duì)曾在新冠疫情初期研發(fā)出CT影像新冠肺炎AI輔助診斷系統(tǒng),被科技部評(píng)為全國(guó)科技抗疫先進(jìn)集體。

附《Nature Medicine》文章鏈接:

https://www.nature.com/articles/s41591-023-02640-w

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