醫療AI多癌早篩公益項目”落戶浙江麗水 一次平掃CT 篩查多種癌癥

  來源:人民網-人民日報海外版熊 建2024-02-27
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核心提示:圖為周永進正在檢查患者的CT片。 阿里巴巴達摩院供圖劉偉(化名)不久前來浙江省麗水市中心醫院體檢,做了一個胸部平掃CT。該院放射科醫生周永進在看片子時,接入了AI。結

劉偉(化名)不久前來浙江省麗水市中心醫院體檢,做了一個胸部平掃CT。該院放射科醫生周永進在看片子時,接入了AI。結果AI提示劉偉的胰腺上有病灶。接下來,進一步診斷確診了胰腺癌。劉偉隨即被安排手術。

“胸部平掃CT主要是檢查肺部有無病變,雖然也會附帶照到一部分腹腔,但醫生每天要看100多名患者的片子,每個患者都有兩三百張圖像,從頭看到尾已經很疲憊了。加上醫生看片的注意力主要集中在肺部,腹腔的異常情況有可能就翻過去了?!丙愃兄行尼t院放射科主任兼核醫學科(分子影像中心)主任盧陳英說。

劉偉的案例屬于隨機性發現,這就彰顯出AI技術的重要性?!八热庋鄹_,胰腺疾病一般需要做增強CT或者磁共振才能發現,平掃CT很難發現,除非病灶特別大?!北R陳英說,AI通過細微的密度差別能把胰腺病變揪出來,敏感度比較高。

日前,阿里巴巴“醫療AI多癌早篩公益項目”在浙江麗水啟動。該項目將達摩院醫療AI前沿技術創新應用于衛生健康領域,希望通過大規模隨機性日常檢查實現多癌早篩。這是全國首個落地的通過AI實現多癌早篩的項目,意味著AI前沿研究走出了實驗室,有望向更多醫療資源不均衡的地區推廣。

醫生的想法

麗水的AI多癌早篩公益項目,緣起于對“癌癥之王”胰腺癌的研究。

上海市胰腺疾病研究所的曹凱醫生,大學期間在上海某三甲醫院實習。他當時的導師是該院腸胃外科主任,不幸確診胰腺癌,發現時已是晚期,病情迅速惡化。雖然該院是國內頂尖的胰腺疾病治療中心,但在晚期胰腺癌面前,依然缺乏有效的治療手段。曹醫生的導師最終醫治無效逝世。

痛惜之余,曹醫生在翻看導師的病歷數據時發現,其在確診胰腺癌的10個月前曾在體檢時拍過一次胸部平掃CT;仔細察看,胰腺部分確實有一絲病變痕跡。但由于當時拍片只是為了篩查肺結節,無人往胰腺惡性腫瘤的方向診斷。

這讓曹醫生萌生一種想法:假如所有胰腺癌患者都能在確診前的10個月,通過體檢發現癌癥病灶,并進行根治性的手術切除,將獲得更好的生存質量。

胰腺癌素有“癌癥之王”的稱號,平均五年生存率不到10%,是中國乃至全球生存率最低的惡性腫瘤。然而,目前臨床指南不推薦篩查胰腺癌,這是由于一來胰腺癌發病率相對偏低,二來尚無高敏感性、高特異性的胰腺癌篩查手段,現有檢查方法用于大規模篩查會產生大量假陽性。體檢及醫院常用的平掃CT圖像對比度低,很難識別早期胰腺病變,即便是經驗豐富的放射科醫生也容易出現漏診現象。

2022年起,阿里巴巴達摩院醫療AI團隊與曹醫生接觸后,敏銳注意到胰腺癌的早篩早治具有重要的臨床意義,隨即聯同全球10多家頂尖機構,諸如上海市胰腺疾病研究所、浙江大學醫學院附屬第一醫院、復旦大學附屬腫瘤醫院、布拉格查理大學第一附屬醫院、約翰霍普金斯大學等,共同發起研究課題,研究以“平掃CT+AI”進行大規模的胰腺癌早期篩查。

2023年11月,相關論文在醫學權威刊物《自然·醫學》發表,收獲評價:“基于醫療影像AI的癌癥篩查即將進入黃金時代?!?

研究的創新

為了揪出“癌癥之王”,研究團隊研制出一個強大的胰腺癌早期檢測模型PANDA——利用AI放大并識別平掃CT圖像中那些肉眼難以識別的細微的病理特征,有望成為一種在醫院、體檢中心落地推廣的大規模癌癥早篩工具。

與過往的醫療影像AI相比,這項研究有哪些創新之處?

首先,是在深度學習框架的構建上,PANDA并非是一個單純的視覺分割模型,兼具分割、檢測、分類功能,其深度學習框架包括三階段:第一,通過構建分割網絡來定位胰腺,第二,采用多任務網絡來檢測異常情況,第三,采用雙通道Transformer來分類并識別胰腺病變的類型。

其次,是訓練策略的創新。針對胰腺腫瘤位置隱匿、在平掃CT圖像中無明顯表征等特點,達摩院團隊創新性地提出一種知識遷移的訓練方式,即利用圖像配準技術將增強CT上的先驗知識遷移至平掃CT的數據集上,將不同胰腺腫瘤的局部特征與全局特征編碼進上述框架,并用病理金標準確認的腫瘤類型用于監督AI的訓練,一舉解決過往AI識別癌癥時普遍存在的勾畫難、標注難、訓練難等問題。

綜上,PANDA構建了迄今最大的胰腺腫瘤CT訓練集,并在20530名真實世界連續病例的多場景驗證中,測出了92.9%的敏感性(正確判斷有腫瘤的幾率)和99.9%的特異性(正確判斷無病的幾率),發現了31例臨床漏診病變,其中2例早期胰腺癌病患已完成手術治愈。

研究團隊在臨床上證實“平掃CT+AI”的癌癥篩查技術路徑的可靠性,各界對此給予了較高評價。

《自然·醫學》資深編輯認為該工作是“非常引人注目的研究,為使用深度學習進行胰腺癌CT篩查提供了非常堅實的論據”。斯坦福醫學院放射腫瘤學及影像組學的一位教授認為,該工作是“在胰腺癌篩查的正確方向上邁出的重要一步”。

麗水的探索

癌癥是全球最重要的公共衛生問題之一。世界衛生組織數據顯示,有1/3的癌癥可通過早發現、早診斷、早治療實現治愈。然而,現有癌癥篩查手段的可靠性有待提高,且僅適用于特定類型的癌癥,尚缺乏一種可及性高、通用型的篩查技術來對大規模無癥狀人群進行癌癥篩查。

現在,既然能“揪出”最難發現的胰腺癌,那么,在AI的降維打擊下,其他癌種也可以及早篩查出來了。此次在麗水市委市政府指導下,阿里巴巴助力共富工作小組與麗水市中心醫院和景寧縣人民醫院緊密協作,在這兩家醫院部署“醫療AI多癌早篩公益項目”,就是這種想法的落地。據悉,阿里公益以純公益的形式支持該項目展開,支持周期至少在3年以上。

麗水市衛生健康委黨委書記、主任吳郁郁表示,麗水市與阿里巴巴達摩院的試點合作,探索將前沿科技的AI技術與群眾的醫療需求相結合,期待在不久的將來,借助AI技術的“洪荒之力”,更好地賦能醫療健康,讓更多患者受益。

項目依托阿里巴巴達摩院醫療AI實驗室自研的智能讀片產品“達醫智影”,通過常規胸部、腹部CT平掃,以“平掃CT+AI”方式幫助診療,力求發現胰腺癌、肝癌、食管癌、胃癌、結腸癌等癌種的病灶,并輔助醫生對骨質疏松、脂肪肝及肺結節等總計13個病種進行疾病篩查、診斷、治療和隨訪全流程,提高臨床診斷準確率和效率。

據阿里巴巴達摩院醫療AI實驗室產品專家郭建飛介紹,影像學手段與AI人工智能相結合的癌癥篩查手段,相比傳統的人力診療實現了以下幾個方面的提升:效率極大提升,從人工5-15分鐘判斷單病種,提升到2-3分鐘可判斷多個病種;準確性極大提升,對各病種診斷的敏感性和特異性數據,均滿足相應病種的準確性要求;多癌綜合檢出,從單病種檢查到一次胸部CT檢查多個病種的提升……

“麗水項目”將先從胰腺癌和骨質疏松兩個病種入手展開早篩,并逐步接入肝癌、食管癌、胃癌、結腸癌、脂肪肝等癌癥和慢性病的篩查能力,為當地老百姓帶來實實在在健康福祉的同時,也有助于節約個人與家庭的醫療開支和國家醫保經費。據測算,篩查七大主流癌癥,胃腸鏡、CT、超聲等傳統檢查成本累計至少3000元;而平掃CT一掃多篩,成本僅約200元。

阿里巴巴公益部副總裁王威表示,AI在拓展技術邊界,也在拓寬公益可能性,“阿里巴巴將一如既往地助力鄉村振興和共同富裕,為醫療數字化、智能化升級提供堅強后盾”。

吳郁郁提醒:“在試點過程中,數據安全問題需要引起高度注意。因為醫療是個特殊行業,只有確保數據安全,才能夠體現學術嚴謹性,保護好患者隱私?!?

(編輯:月兒)

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