2024年08月08日发布 | 1062阅读

【中国声音】梅开三度!谢传淼教授团队的脑转移瘤AI研究成果在《Neuro-Oncology》连发中肿好声音

尹韶晗

中山大学肿瘤防治中心

罗晓

中山大学肿瘤防治中心

杨雅迪

中山大学肿瘤防治中心

谢传淼

中山大学肿瘤防治中心

张嵘

中山大学肿瘤防治中心

牟永告

中山大学附属肿瘤医院

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脑转移瘤是最常见的颅内肿瘤,在晚期肿瘤患者中发病率高达20-40%。早期检出脑转移瘤可改变原发肿瘤分期,进而影响患者的治疗方案及预后,然而影像医生阅片工作负荷日益增大,而在高强度工作中可能漏诊微小(<5mm)病灶;多指南推荐立体定向放射治疗(SBRT)作为非手术、有限脑转移瘤患者的有效治疗方法,但SBRT需要医生对肿瘤靶区(GTV)进行精准勾画,然人工勾画靶区费时费力,且存在操作者差异,影响放疗疗效。故急需可靠的工具来辅助医生提高脑转移瘤检出率和靶区勾画效率。


因此,由中山大学肿瘤防治中心影像科牵头,谢传淼主任研究团队联合上海联影智能科技有限公司梅州市人民医院东莞市人民医院福建省肿瘤医院广州医科大学附属第一医院开展了脑转移瘤人工智能(AI)检测及分割系统的多中心、前瞻性验证、多医生阅片研究。相关研究成果于2022年1月、2023年8月及2024年6月相继发表在神经肿瘤学会(The Society for Neuro-Oncology)官方杂志、神经肿瘤学领域国际知名期刊《Neuro-Oncology》。中山大学肿瘤防治中心影像科尹韶晗副主任医师、罗晓博士后、杨雅迪主治医师为共同第一作者,谢传淼主任医师、张嵘主任医师为共同通讯作者,神经外科牟永告主任医师为指导专家(罗晓博士后合作导师)。



脑转移瘤检测研究结果显示:基于病灶层面,模型在测试集和内部验证集的检测敏感性、每例平均假阳性数分别为95.8%和0.39、93.2%和0.38。AI模型辅助后,所有阅片医生检测平均敏感性显著提高21%(73% vs. 94%,P<0.001),其中低年资与高年资医生检测平均敏感性分别提高了25%、18%(70% vs. 95%,76% vs. 94%,P<0.001);所有阅片医生每例平均阅片时间减少了40%,其中低年资与高年资医生分别减少了47%和32%。 

检测系统及医生使用检测系统前后检测效能

医生使用检测系统前后阅片时间


此外,研究团队还对检测结果的假阳性和假阴性进行定量分析,以明确影响检测效能的相关因素,对模型进行改进和提醒医生在使用辅助检测系统时的注意事项,以求该系统更完善契合到工作中。


检测系统和医生检测假阴性相关因素分析

检测系统和医生检测假阳性案例


继脑转移瘤检测研究后,团队即开展分割研究。在多中心、前瞻性数据集中,分割系统取得戴斯系数(DSC,衡量分割效能最常用指标,数值越接近1,分割越准确)为0.91;而医生在系统辅助下,DSC从0.87提高到0.92,分割每个转移瘤的中位节省时间达42%。

分割系统效能

医生使分割系统前后分割效能


团队研究显示人工智能敏感识别脑转移瘤,从而提高医生对脑转移瘤的检出率,有利于临床早发现早治疗,其还可准确稳定地自动分割肿瘤,提高医生对脑转移瘤勾画的准确性及一致性的同时,显著减少勾画时间,从而提高勾画效率。尽管团队取得初步成果,但仍在持续改进系统,力争研究成果的临床转化更好地为医生服务,造福患者,期待未来能再创佳绩。

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