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近日,中山大學腫瘤防治中心影像科謝傳淼、張嶸團隊在人工智能臨床研究領(lǐng)域再獲突破!繼在神經(jīng)腫瘤學領(lǐng)域國際權(quán)威期刊《神經(jīng)腫瘤學》(
Neuro-Oncology)發(fā)表腦轉(zhuǎn)移瘤AI研究成果后,該團隊于《自然通訊》(
Nature Communications)在線發(fā)表題為“一種臨床適用的AI系統(tǒng):基于CT掃描的骨轉(zhuǎn)移檢測與診斷”的研究論文(點擊文末閱讀原發(fā)查看)。本研究開發(fā)并驗證了一套全自動骨轉(zhuǎn)移瘤智能診斷系統(tǒng)(BLDS),顯著提升了CT影像中骨轉(zhuǎn)移灶的識別效率與檢出病灶的敏感性,減少漏診,人工智能助力精準診斷、精準分期、精準治療,為患者帶來福音。
臨床驗證表明,BLDS使放射科醫(yī)師的骨轉(zhuǎn)移灶檢測靈敏度提升22.2%,閱片時間縮短26.4%。在大規(guī)模真實世界驗證(n=54610)中,該系統(tǒng)患者層面診斷靈敏度達90.2%,陰性預(yù)測值達98.2%,展現(xiàn)出卓越的臨床適用性。BLDS尤其能為規(guī)培醫(yī)師提供高效可靠的決策支持,有效優(yōu)化CT影像診斷流程,降低漏診風險,推動骨轉(zhuǎn)移瘤診斷標準化進程。
骨骼是腫瘤轉(zhuǎn)移的常見靶器官。肺癌、乳腺癌或前列腺癌患者確診骨轉(zhuǎn)移后中位生存期約為1-5年。對于疑似轉(zhuǎn)移的患者,準確的臨床分期評估需要全面的影像學檢查。傳統(tǒng)計算機斷層掃描(CT)除評估骨轉(zhuǎn)移外,還可用于檢測淋巴結(jié)或內(nèi)臟轉(zhuǎn)移。然而,放射科醫(yī)師需對多部位CT影像進行人工判讀,這一過程耗時費力。此外,全身骨骼中廣泛存在的骨島、血管瘤及退行性改變等良性病變,常與轉(zhuǎn)移灶形成影像學混淆。面對海量的多部位CT影像數(shù)據(jù),影像閱片疲勞可能導(dǎo)致漏診率上升。盡管當前針對CT影像骨轉(zhuǎn)移檢測的AI算法研究已取得階段性進展,但開發(fā)兼具高魯棒性與強泛化能力的智能診斷系統(tǒng)仍是實現(xiàn)臨床轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵突破口。
針對現(xiàn)有研究的局限性,本研究創(chuàng)新性地構(gòu)建三大研究模塊:首先,通過回顧性收集中腫大規(guī)模隊列數(shù)據(jù)(n=1271),訓(xùn)練并驗證了全自動骨病變智能診斷系統(tǒng)(BLDS);其次,采用多中心隨機交叉試驗設(shè)計,在5家三甲醫(yī)院的內(nèi)部驗證隊列與外部驗證隊列中(n=1247),系統(tǒng)比較了BLDS與不同年資放射科醫(yī)師的診斷效能;最后,圍繞真實世界臨床轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵問題,前瞻性納入中腫急診、門診及住院部患者(n=54,610),構(gòu)建了涵蓋診療全流程的多場景驗證體系(圖1)。
研究特別整合了全球13種主流CT設(shè)備機型,確保系統(tǒng)廣泛的設(shè)備兼容性。值得注意的是,BLDS不僅實現(xiàn)了掃描野內(nèi)全骨病灶的自動檢測,更能對成骨性轉(zhuǎn)移、溶骨性轉(zhuǎn)移、混合型轉(zhuǎn)移、血管瘤、許莫氏結(jié)節(jié)、骨島、終板炎等常見骨病變進行智能鑒別,展現(xiàn)出臨床級AI系統(tǒng)的全流程診斷能力(圖2)。
圖1 隊列構(gòu)建流程圖
圖2 骨病變檢測系統(tǒng)框架
本研究構(gòu)建的BLDS系統(tǒng)成功通過回顧性驗證與真實世界臨床評估雙重驗證體系,其基于非增強CT掃描實現(xiàn)的全自動骨病變檢測與分型診斷能力達到臨床應(yīng)用標準。該系統(tǒng)不僅可優(yōu)化影像診斷流程,更通過精準的病灶定位與良惡性鑒別(8類亞型自動分類)提升診斷一致性。作為革新性診斷工具,BLDS在三大維度創(chuàng)造臨床價值:
賦能影像醫(yī)師:構(gòu)建"智能初篩-醫(yī)師復(fù)核"高效工作模式;
改善患者預(yù)后:通過早期精準診斷縮短確診周期;
教學平臺創(chuàng)新:基于實時決策支持系統(tǒng)實現(xiàn)住培醫(yī)師能力進階。
隨著醫(yī)學影像組學與深度學習技術(shù)的深度融合,BLDS將在智慧放射科建設(shè)、多學科診療模式優(yōu)化等領(lǐng)域持續(xù)釋放技術(shù)紅利。
中山大學腫瘤防治中心影像科謝傳淼主任醫(yī)師、張嶸主任醫(yī)師、聯(lián)影醫(yī)療沈定剛為論文的共同通訊作者。張赟、李姣、楊秋霞、尹韶晗、侯靜醫(yī)生為論文共同第一作者。
研究者簡介
通訊作者:謝傳淼
中山大學腫瘤防治中心影像科主任,主任醫(yī)師,博士研究生導(dǎo)師。在腫瘤影像診斷積累了豐富的經(jīng)驗,尤其擅長頭頸腫瘤及腹部腫瘤的影像診斷。科研方向為腫瘤影像人工智能輔助診斷。研究成果以第一/通訊作者(含共同)在Radiology、Neuro Oncology,Nature Communications等國際影像學期刊發(fā)表論文百余篇。主持國家級重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金面上項目、省級等課題十余項。
通訊作者:張嶸
中山大學腫瘤防治中心影像科副主任,主任醫(yī)師,碩士研究生導(dǎo)師,主要研究方向為腹部腫瘤影像學。以通訊作者(含共同)在Nature Communications、Neuro Oncology、European Radiology、AJR Am J Roentgenol等國際期刊發(fā)表論文二十余篇。
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本文來源:中山大學腫瘤防治中心訂閱號
責任編輯:Sheep
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