【ai】中大团队为全球鼻咽癌治疗提供中国智慧 ai勾画放疗靶区精度堪比专家

    中大团队为全球鼻咽癌治疗提供中国智慧 ai勾画放疗靶区精度堪比专家

南方网讯近日，中山大学肿瘤防治中心孙颖教授团队与香港中文大学计算机科学与工程学系合作，首次利用人工智能技术在核磁共振影像上实现了鼻咽肿瘤自动勾画。这是ai在全期别鼻咽癌放射治疗靶区勾画方面的首个研究，相关成果发表于国际影像学顶级期刊《radiology》。

目前，该项成果正在中肿开展临床试验。接下来，孙颖团队将在广州、新加坡、广西等地开展临床验证，为世界鼻咽癌治疗贡献中国智慧。

从数据中学习规律

放射治疗是治疗鼻咽癌的最主要手段。“照射不足将导致肿瘤复发，照射过度会增加放射性脑损伤、听力下降等后遗症。”孙颖指出，准确界定照射范围（勾画靶区）是精准放射治疗的关键步骤，即在ct或mri影像上描绘出肿瘤范围。

目前，鼻咽肿瘤靶区的勾画主要为人工勾画，能否利用ai技术，“医工结合”实现放射治疗靶区的自动勾画？近年来，孙颖团队开展了系统性攻关。为此，孙颖团队纳入来自1021例鼻咽癌患者的mri影像资料，并由2名鼻咽癌放疗专家共同完成靶区勾画，以提供三维、大尺度和高质量的影像和靶区数据用于计算机学习。

在将专家经验转变为数据后，孙颖团队开启跨学科合作，从海量数据中学习规律从而实现自动勾画。他们与香港中文大学计算机科学与工程学系“牵手”，选用了三维卷积神经网络（3d cnn）技术。“cnn能模仿人类大脑视觉中枢的层次，在图像识别领域表现优异。由于mri为三维医学图像，我们最终选用了3d cnn。”

提高医生工作效率

准确性是ai自动勾画的关键性指标。孙颖表示，以专家勾画作为金标准，ai自动勾画的准确性为79%，且无论患者是早期（t1—t2）还是晚期（t3—t4），无论是否接受过化疗，ai均可达到相似的勾画准确性。经专家评估，32.5%（66例）的病例无需修改可直接用于放射治疗计划设计。

那么，ai自动勾画与不同医院不同经验水平的专科医生相比，准确性如何？孙颖团队开展了多中心测试，共纳入不同分期的20例患者和8位来自7个高水平医院的放疗专科医生，由8位医生在20例患者的mri影像上人工完成鼻咽癌原发肿瘤勾画（即人工勾画）。以专家勾画作为金标准，ai自动勾画的准确性超过了8位医生中的4位，与其余4位相当。

目前，孙颖团队已初步探究ai自动勾画的临床应用价值。在8位医生完成人工勾画2个月后，由他们对ai自动勾画的结果进行修改，即实行ai辅助勾画。研究结果显示，ai辅助勾画提高了5位医生的勾画准确性，让经验较少的医生达到近似专家水平的勾画，同时显著提高医生勾画的效率。

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