医学进展
2018年10月号
医学进展

人工智能时代的乳腺癌转移筛查

作者:宫健

乳腺癌的诊断标准是组织活检和随后的病理切片分析,病理学家需要在显微镜的帮助下,在组织切片中寻找肿瘤的踪迹,并判断肿瘤的大小、癌症的发展阶段、是否发生转移等,以确定下一步的治疗。分析病理切片并不是一个简单的工作,病理学家需要经过多年的训练,才能获得足够的专业知识和经验。即使是一位有经验的病理学家,也可能出现误诊和漏诊。

近期,荷兰奈梅亨Radboud大学医学中心的Bejnordi等人研究发现,在评估乳腺癌患者腋窝淋巴结有无癌细胞转移方面,人工智能(artificial intelligence,AI)的表现或与病理专家差不多。

在这项名为CAMELYON16的研究中,研究人员于2015年11月~2016年11月从两家荷兰医学中心收集到有或无淋巴结转移的270例患者的全切片数码图像(110例有转移、160例无转移),人工智能通过深度学习对这些乳腺癌病理图像进行评估。49幅有转移和80幅无转移的图像用于验证,同时来自荷兰的12名病理医生组成的小组也对相应图像进行评估,其中一部分病理医生(11名)在一定时间(2小时)内完成评估数码图像,而另一部分病理专家(1名)没有时间限制。

结果发现,没有时间限制的病理专家需要大约30小时对全切片数码图像进行评定,无假阳性(即非肿瘤组织被辨别为转移),但是27.6%的转移未被发现,故辨别有无病变的真阳性率为72.4%,辨别转移分类(是否包含前哨腋淋巴结转移)的灵敏度、特异度、曲线下面积(area under curve,AUC)分别为93.8%、98.7%、0.966。在一定时间内完成病理评估的医生需要72分钟~180分钟完成对全切片数码图像的评定,辨别转移分类的平均灵敏度、特异度、AUC分别为62.8%、98.5%、0.810。表现最佳的算法辨别有无病变的真阳性率为80.7%,平均假阳性率为1.25%,辨别转移分类的AUC为0.994,显著高于有时间限制的病理医生(P<0.001),接近无诊断时间限制的病理专家。

这项研究标明,人工智能对数字化图像的诊断能力优于有诊断时间限制的11位病理医生,接近无诊断时间限制的病理专家。(作者:宫健) 

参考文献:Journal of the American Medical Association 2017;318:2199-2210

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