人工智能技術(shù)在肺癌系統(tǒng)性診斷治療中的應(yīng)用與思考

岳其東 張志強(qiáng)

摘要：在近50年以來，肺癌的發(fā)病率及死亡率劇增。人工智能技術(shù)通過分析基于CT及數(shù)字病理圖像，可以縮短診療時(shí)間，提高診斷的敏感性及準(zhǔn)確性。也可以輔助制定治療方案，促進(jìn)治療同質(zhì)化、標(biāo)準(zhǔn)化，預(yù)測患者預(yù)后，評(píng)估治療效果，為肺癌的診斷治療提供了新思路。本文將針對(duì)人工智能技術(shù)在肺癌影像學(xué)及病理學(xué)診斷、治療方案制定、疾病預(yù)后情況預(yù)測中的應(yīng)用及前景進(jìn)行綜述。

關(guān)鍵詞：肺癌;肺惡性腫瘤;人工智能;AI;診斷;治療

1.人工智能技術(shù)概述

人工智能，是基于計(jì)算機(jī)科學(xué)，模擬人類思考及處理方式的技術(shù)，通過不同實(shí)現(xiàn)方法，涉及多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域及研究范疇。1997年“深藍(lán)”的計(jì)算機(jī)首次在比賽中戰(zhàn)勝了國際象棋世界冠軍。2016年“阿爾法狗”計(jì)算機(jī)又以大比分戰(zhàn)勝阿國際圍棋大師李世石。人工智能的優(yōu)異表現(xiàn)令人印象深刻。現(xiàn)今人工智能在醫(yī)學(xué)中廣泛應(yīng)用，可以針對(duì)多種疾病，建立不同處理模型，形成分析能力。

2.人工智能技術(shù)于肺癌診斷中的應(yīng)用

肺癌的診斷主要依靠影像學(xué)及病理學(xué)診斷，人工智能應(yīng)用于影像學(xué)可做到早發(fā)現(xiàn)并分析危險(xiǎn)程度。而通過肺癌患者的痰培養(yǎng)、胸水培養(yǎng)、支氣管刷取細(xì)胞、支氣管鏡及胸部穿刺活檢以及術(shù)后病理診斷可以為肺癌診斷進(jìn)一步提供可信依據(jù)。

2.1.基于CT影像技術(shù)的人工智能技術(shù)在肺癌診斷中的應(yīng)用。

CT的廣泛應(yīng)用，促進(jìn)了肺癌的早期確診、早期干預(yù)。同時(shí)也給我國影像醫(yī)師帶來了巨大的負(fù)擔(dān)，CT漏診誤診時(shí)有發(fā)生。人工智能針對(duì)CT圖像的深入學(xué)習(xí)，可以在短時(shí)間針對(duì)胸部CT圖像匯報(bào)肺結(jié)節(jié)的個(gè)數(shù)及相應(yīng)危險(xiǎn)程度。基于MASOOD及其他相關(guān)技術(shù)應(yīng)用常規(guī)單源CT診斷肺癌，準(zhǔn)確率已達(dá)80%以上，而對(duì)肺癌的分期診斷中的準(zhǔn)確率更是能達(dá)到75%以上。隨著雙能融合120kVp圖像技術(shù)的應(yīng)用，人工智能技術(shù)可以進(jìn)一步增加檢出敏感度，減少假陽性率。

2.2.基于病理技術(shù)的人工智能技術(shù)在肺癌診斷中的應(yīng)用。

數(shù)字病理學(xué)的發(fā)展，將病理切片數(shù)字化并通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像分析成為了可能。人工智能技術(shù)于病理技術(shù)的結(jié)合將徹底革新病理診斷的方式，大大增加病理診斷的準(zhǔn)確度及陽性率，減少病理診斷時(shí)間。人工智能技術(shù)可以廣泛的應(yīng)用于細(xì)胞學(xué)診斷及組織學(xué)診斷。在細(xì)胞病理學(xué)中應(yīng)用Teramoto及其他相關(guān)技術(shù)可以使肺腺癌診斷準(zhǔn)確度達(dá)89%，肺鱗癌的診斷準(zhǔn)確度達(dá)60%，小細(xì)胞癌的診斷準(zhǔn)確度達(dá)70.3%。是總準(zhǔn)確度達(dá)70%以上。而應(yīng)用generative adversarial networks技術(shù)可以進(jìn)一步提高細(xì)胞病理診斷的準(zhǔn)確度。而針對(duì)組織病理學(xué)的肺癌診斷，基于大數(shù)據(jù)及人工智能學(xué)習(xí)軟件，可以將組織圖像進(jìn)行準(zhǔn)確分類并判斷肺癌類型。幫助病理科醫(yī)師更迅速的診斷肺癌分型，顯著減少醫(yī)師疏漏。

3.人工智能技術(shù)于肺癌治療中的應(yīng)用

中國肺癌高發(fā)，而在不同地區(qū)及醫(yī)院，因治療理念差異，治療方法不盡相同。人工智能技術(shù)可以提取患者年齡、性別、血液檢查結(jié)果、影像圖片及病理圖片資料數(shù)據(jù)，基于肺癌治療大數(shù)據(jù)分析患者個(gè)體化資料，并為不同的患者計(jì)算個(gè)體化的治療方案。為規(guī)范臨床醫(yī)師治療，幫助醫(yī)師依據(jù)臨床信息制定適合病情的治療方案。人工智能技術(shù)還可以基于術(shù)后病理活檢圖像，利用技術(shù)模型輔助預(yù)測患者術(shù)后生存期及復(fù)發(fā)率，為患者下一步治療提供方向。針對(duì)肺癌的免疫治療療效，基于CT圖像的人工智能技術(shù)可更加全面高效的預(yù)測PD-1抑制劑的療效，優(yōu)于傳統(tǒng)RECIST標(biāo)準(zhǔn)。人工智能技術(shù)可以廣泛的應(yīng)用于肺癌治療的方案指定、評(píng)價(jià)肺癌術(shù)后預(yù)后情況及免疫治療的療效，標(biāo)準(zhǔn)化治療過程，提高治療水平。

4.人工智能技術(shù)在肺癌診療過程中的應(yīng)用前景

信息互聯(lián)互通將是未來的趨勢(shì)。我國人口眾多，肺癌發(fā)病率高，未來將建立強(qiáng)大的肺癌單病種數(shù)據(jù)庫，而數(shù)據(jù)庫的積累也會(huì)提升人工智能技術(shù)在肺癌診斷方面的準(zhǔn)確性，輔助制定更加個(gè)體化的治療方案。人工智能技術(shù)將更多的應(yīng)用于基層醫(yī)療系統(tǒng)，促進(jìn)我國分級(jí)診療制度的完善，為更多肺癌患者尤其是偏遠(yuǎn)鄉(xiāng)村基層的患者提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。

5.總結(jié)

人工智能技術(shù)已廣泛的應(yīng)用于肺癌診療的各個(gè)環(huán)節(jié)。在未來也將更加廣泛的服務(wù)于信息化醫(yī)療，提高肺癌患者的生存時(shí)間和生活質(zhì)量。

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