6月25日,浙江省腫瘤醫院聯合阿里巴巴達摩院召開發布會,發布胃癌影像篩查人工智能(AI)模型DAMO GRAPE和相關成果。該研究團隊聯合多家醫院在近10萬人的大規模臨床研究中,首次利用“AI﹢平掃CT”模式識別早期胃癌病灶,大幅提升了胃癌檢出率。相關論文已發表在國際期刊《自然·醫學》上。“AI﹢平掃CT”模式是否有望打破“胃癌早診難”的困局,推開無創篩查時代的大門?近日,記者就此采訪了相關專家。
眼前困局
胃鏡檢查難以規模化推廣
據國家癌癥中心統計,我國每年新發胃癌約36萬例,死亡26萬例,死亡人數在所有惡性腫瘤中位列第三;我國胃癌患者的5年生存率約為35%,近年來沒有明顯提升。
“一個關鍵原因就是我國胃癌早期診斷率低,目前僅有20%。”浙江省腫瘤醫院黨委書記、中國抗癌協會副理事長程向東指出,超過30%的患者在首診時已經進展到晚期胃癌。Ⅰ期胃癌5年生存率超過95%,而Ⅳ期患者的平均生存時間僅有1年。
《“健康中國2030”規劃綱要》提出,到2030年實現總體癌癥5年生存率提高15%。“提高15%不是一件易事。”在程向東看來,提高胃癌生存率最經濟有效的干預手段就是關口前移、提高早診率,在此過程中需要找到一項能夠普遍推廣的早篩技術。
“胃鏡檢查作為確診胃癌的金標準,在一些國家被作為全民普篩的手段,40歲以上的人群每兩年進行一次胃鏡檢查,依從性可達70%。”程向東介紹,但這項檢查在我國難以被規模化推廣,原因在于:我國人口基數大,如果將胃鏡檢查作為普篩手段,需要政府大額投入;我國醫療資源有限,胃鏡檢查主要用于滿足急診和疑難重癥患者的看病需求,難以支撐每兩年一次的廣泛篩查;公眾對胃鏡檢查的認知度偏低,常規接受胃鏡檢查的人群依從性不到30%。
我國學者一直致力于探索新的癌癥早檢技術,比如液體活檢手段以及腸道微環境檢測、基因檢測等手段。然而,程向東指出,這類手段的成本高且檢測敏感性不夠,目前尚未找到一項業界公認能夠推廣應用的標準篩查手段。
程向東表示,全民普篩手段應當具備幾個要素:一是成本較低,因為普篩手段一般由政府投入,需要成本可控;二是可及性強,老百姓易于接受,最好是無痛、無創的檢查方式;三是檢查敏感性較高,能夠較為準確地篩出高危人群。
在目前早篩手段有限的背景下,我國科研人員基于國情提出了高危人群篩查模式,即通過問卷調查的方式篩出胃癌發病機會較高的人群,對他們進行干預。“我們通過設置一些問題了解受訪者年齡、性別、生活區域、基礎疾病等情況,據此判斷其發生胃癌的可能性。在所有篩查人群中會篩出20%~25%的胃癌高危人群,建議其進一步做胃鏡檢查明確診斷。”程向東介紹,這種篩查方式的胃癌檢出率為1.16%。也就是說,做100次胃鏡檢查可發現1.16名患者。
突破認知
平掃CT篩查胃癌成為可能
平掃CT已被用于肺癌篩查,肺癌診斷率隨之明顯提升。“而使用平掃CT檢查腹部,過去在業界會被認為是外行行為。”程向東解釋,胸部干擾因素少;腹部不僅有肝臟、胰腺和脾臟等實質性臟器,胃、膽囊等空腔臟器,還有一些腹膜后臟器,如前列腺、膀胱等。臟器互相重疊干擾,CT難以精準成像。特別是對于空腔臟器而言,還要受到內部空氣的較大干擾。因此,在腹部檢查中使用CT,一般要附加一些特殊條件才能做出診斷。比如,針對胃等空腔臟器會選擇增強CT檢查,需要患者空腹喝水將胃撐開,并且要使用造影劑才能進行較為準確的檢查。
但是,在人工智能賦能下,不可能的事情成為了可能。研究團隊聯合全國不同代表性區域的20家醫院在近10萬人中開展大規模臨床研究,借助DAMO GRAPE人工智能大模型先對腹部平掃CT檢查患者進行胃癌高風險人群初篩,再通過胃鏡確診。
隨著數據的增加,檢查敏感性越來越高。在兩家醫院的模擬機會性篩查試驗中,人工智能大模型初篩出約6%的胃癌高危人群,胃癌檢出率分別達到24.5%與17.7%,且檢出病例中約40%為無癥狀胃癌患者。相較問卷法,這一模式的篩查效率和敏感性都明顯提高。不僅如此,研究團隊對11名患者確診胃癌前的CT影像進行回顧性分析,發現AI模型可提前2~10個月發現胃癌。
研究團隊在設計研究方案時力求篩查手段簡易、方便、無感,不需要患者做任何準備就能快速完成平掃CT檢查。“最好的篩查方法就是不設條件,老百姓怎么方便怎么來。”程向東說。
這是篩查追求的目標,也是該模型的突破之處。研究團隊通過構建國際上規模最大的胃癌平掃CT影像多中心數據集,克服了胃部形態變化大、內容物干擾、早期病灶限于黏膜層等挑戰,讓平掃CT也能看清胃部。達摩院專家夏英達解釋,研究利用圖像配準算法,將醫生在增強CT上勾畫出的胃癌病灶配準到平掃CT上,使AI學習到平掃CT影像上人眼難以分辨的差別。DAMO GRAPE的敏感性和特異性分別達到85.1%和96.8%,相較于放射科醫生診斷分別提升21.8%和14.0%。
“‘AI﹢平掃CT’模式可能會改變我國乃至全球的胃癌篩查模式。”在程向東看來,該模式具有豐富的應用場景,未來有望成為被廣泛推廣的篩查手段。醫療機構可以將該模型搭建在影像歸檔和通信系統中,進行實時監控,并將其作為一種機會性篩查手段。患者因其他疾病就診時做了腹部CT檢查,在該模型的監控下即可實現胃癌風險篩查。另外,醫療機構可以將其納入社區篩查項目。平掃CT作為一項常規篩查方式,并沒有因此增加更多人力、物力和財力。
當前,研究團隊正在多個胃癌高發區部署該AI模型,聯合更多醫院進一步驗證其有效性。“發現一個早期胃癌患者就是拯救一個家庭,我們期待能給更多的家庭帶來希望。”程向東說。
文:健康報記者 吳倩 鄭純勝 特約記者 王屹峰
編輯:李詩堯
校對:楊真宇
審核:管仲瑤 徐秉楠
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