腹膜轉(zhuǎn)移被普遍認(rèn)為是腸癌的終末期，預(yù)后很差。當(dāng)前，診斷腸癌腹膜轉(zhuǎn)移主要通過影像學(xué)手段的，敏感性欠缺，特別是對于5mm以下的微小腹膜轉(zhuǎn)移病灶。
近日，中山大學(xué)附屬第六醫(yī)院結(jié)直腸外科研究團(tuán)隊和深圳騰訊AI lab開展合作，并成功開發(fā)出世界上第一個診斷腸癌腹膜轉(zhuǎn)移的AI平臺，能夠自動識別原發(fā)腫瘤特征，同時提取腫瘤臨近腹膜的影像學(xué)特征，構(gòu)建基于人工智能的SVM分類器。該AI模型僅需花費(fèi)34秒就自動識別并診斷了所有驗證圖像，準(zhǔn)確性高達(dá)94%，AUC為0.922，敏感性和特異性均高達(dá)94%。
此項原創(chuàng)性研究成果以“利用深度學(xué)習(xí)構(gòu)建人工智能系統(tǒng)診斷腸癌腹膜轉(zhuǎn)移”為題在Annals of Surgery發(fā)表了。該院袁紫旭博士為第一作者，王輝教授為最后通訊作者，蔡建副主任醫(yī)師、影像科曹務(wù)騰醫(yī)生、趙業(yè)標(biāo)醫(yī)生等在該論文中做出了重要貢獻(xiàn)。
據(jù)了解，作為外科領(lǐng)域的頂級刊物——Annals of Surgery早在1885年開始出版，刊載了很多外科“里程碑”式的論文，是外科領(lǐng)域的標(biāo)桿，引領(lǐng)了國際外科的發(fā)展方向，目前影響因子10.13分。
世界首個診斷腸癌腹膜轉(zhuǎn)移的AI平臺！未來有望延長腸癌患者生存期
人工智能（AI）是研發(fā)模擬人類大腦學(xué)習(xí)并延伸人類能力的新型智能技術(shù)科學(xué)，近年來AI在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域尤其是腫瘤診斷方面得到了很大應(yīng)用，AI擅長對醫(yī)學(xué)圖像（影像及病理）的自動識別和診斷，AI更新?lián)Q代后的深度學(xué)習(xí)算法更具優(yōu)勢，大大提升了AI診斷靈敏性和準(zhǔn)確性。
（根據(jù)深度學(xué)習(xí)算法構(gòu)建的AI系統(tǒng)的研究結(jié)果如上圖所示）
一直以來，腹膜轉(zhuǎn)移認(rèn)為是腸癌的終末期，預(yù)后很差。而當(dāng)前臨床上診斷腸癌腹膜轉(zhuǎn)移主要通過影像學(xué)手段，且存在敏感性欠缺的情況，尤其對于5mm以下的微小腹膜轉(zhuǎn)移病灶。因此，該院王輝教授課題組一致關(guān)注如何早期診斷腸癌腹膜轉(zhuǎn)移。
（腹膜轉(zhuǎn)移的CT圖像以及粟粒狀腹壁種植結(jié)節(jié)）
腸癌合并同時性腹膜轉(zhuǎn)移（PC）的發(fā)病率約為5-10%，復(fù)發(fā)時合并腹膜轉(zhuǎn)移發(fā)病率為25-44%?！案鼓まD(zhuǎn)移如果能夠早期診斷，可以增加徹底減瘤手術(shù)的機(jī)會，未來能夠明顯延長腸癌患者的生存期?！蓖踺x教授說。
2018年開始該團(tuán)隊和深圳騰訊AI lab就建立了合作關(guān)系，研發(fā)了一個基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）的ResNet3D系統(tǒng)，經(jīng)查，這是世界上第一個診斷腸癌腹膜轉(zhuǎn)移的AI平臺，能夠自動識別原發(fā)腫瘤特征，同時提取腫瘤臨近腹膜的影像學(xué)特征，構(gòu)建基于人工智能的SVM分類器。訓(xùn)練組一共納入了19814張CT圖像，驗證組包括了7837張CT圖像。
（AI自動識別和診斷腫瘤的示意圖）
研究發(fā)現(xiàn)，ResNet3D的AI系統(tǒng)僅需花費(fèi)34秒就自動識別并診斷了所有驗證圖像。“ResNet3D+SVM分類器”的腸癌腹膜轉(zhuǎn)移診斷的準(zhǔn)確性高達(dá)94%，AUC為0.922，敏感性和特異性均高達(dá)94%，明顯優(yōu)于常規(guī)增強(qiáng)CT的診斷能力。
這一成果有何醫(yī)學(xué)臨床價值？袁紫旭談到，“我們研發(fā)的AI平臺是無創(chuàng)的新型診斷系統(tǒng)，基于腹部腫瘤臨床上常規(guī)使用的增強(qiáng)CT圖像，不僅能夠自動識別原發(fā)腫瘤特征，還融合了周圍臨近腹膜的特征，臨床實用性很強(qiáng)，為臨床醫(yī)生制訂手術(shù)方案提供參考，也為腸癌患者選擇合適的治療提供依據(jù)。”
據(jù)介紹，該AI平臺可以識別其他醫(yī)院或中心的影像學(xué)圖像，因此下一步計劃將該AI系統(tǒng)移植到其他醫(yī)院，利用更大規(guī)模的獨(dú)立隊列，進(jìn)行外部驗證來證明其普遍適用性，努力解決腸癌腹膜轉(zhuǎn)移癌診斷困難的世界性難題。
（通訊員：簡文楊 于田）
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