根据皇家马斯登 NHS 基金会信托基金的研究人员与伦敦癌症研究所和伦敦帝国理工学院合作领导的一项研究,人工智能 (AI) 可以帮助医生更早地诊断肺癌。
LIBRA 研究得到了皇家马斯登癌症慈善机构、英国国家健康与护理研究所 (NIHR)、RM Partners 和英国癌症研究中心的支持,使用来自近 500 名大肺结节患者的 CT 扫描数据来开发一种 AI 算法。然后对 AI 模型进行测试,看看它是否能准确识别癌性结节。
肺结节是常见的异常生长物,大多是良性的。然而,一些肺结节可能是癌性的,而较大的肺结节(例如,15-30 毫米的大小)与最高风险相关。
研究人员希望这项技术最终能够通过帮助快速跟踪高危患者接受治疗并简化患者扫描分析来加快肺癌的检测速度。
与当前型号相比,性能得到提升
作者使用了一种称为 AUC(“曲线下面积”)的指标来评估新模型在预测癌症方面的有效性。AUC 为 1 表示完美模型,而如果模型是随机猜测,则预期为 0.5。
结果已发表在《柳叶刀》的 eBioMedicine 上,表明 AI 模型能够识别每个结节的癌症风险,AUC 为 0.87。该评分比目前临床使用的 Brock 评分有所提高,该评分为 0.67。
新模型的表现也与 Herder 评分相当,Herder 评分是目前临床上使用的另一种测试,其 AUC 为 0.83。然而,由于人工智能模型只使用两个变量,而不是 Herder 评分的 7 和 Brock 评分的 9,因此它可能会在未来简化和加速结节风险的计算。
有可能帮助患者找到最合适的转诊途径
新模式还可以帮助临床医生对目前没有明确转诊途径的患者做出决策。使用 Herder,如果患者的得分低于 10%,则将其归类为低风险,如果得分高于 70%,则将其归类为高风险且需要干预。
对于中等风险组 (10-70%) 的患者,可以考虑广泛的测试或治疗方案。当与 Herder 结合时,研究人员的模型能够识别该组中的高危患者,并建议早期发明 22 个结节中的 18 个 (82%) 继续被诊断为癌性。
为了分析 CT 扫描数据,研究人员使用了一种称为放射组学的技术,该技术可以从人眼不容易看到的医学图像中提取有关患者疾病的信息。
希望提高早期检测能力
肺癌是全球癌症死亡的主要原因,占英国癌症死亡人数的五分之一多 (21%)。被诊断患有早期疾病的患者可以得到更有效的治疗,但最近的数据显示,英格兰超过 60% 的肺癌是在第三期或第四期被诊断出来的,因此迫切需要采取措施加快检测速度。
由英国癌症研究中心资助的皇家马斯登 NHS 基金会信托基金临床肿瘤学注册官兼伦敦帝国理工学院临床研究员 Benjamin Hunter 博士说:
“根据这些初步结果,我们的模型似乎可以准确地识别癌性大肺结节。未来,我们希望它能提高早期检测能力,并通过突出高危患者并快速跟踪他们进行早期干预,使癌症治疗更加成功。接下来,我们计划在临床上对大肺结节患者测试这项技术,看看它是否能准确预测他们患肺癌的风险。
AI 模型可以提高患者生存率
LIBRA 研究的首席研究员、皇家马斯登 NHS 基金会信托基金呼吸医学和早期诊断顾问医师兼伦敦癌症研究所早期诊断和检测团队负责人 Richard Lee 博士,由皇家马斯登癌症慈善机构资助,他说:
“虽然处于早期阶段,但这项研究是我们在 Royal Marsden 的早期诊断和检测中心和 ICR 进行的重要科学临床研究的一个例子。通过这项工作,我们希望突破界限,使用 AI 等创新技术加快疾病的检测速度。
“与癌症发现较晚的人相比,在早期被诊断出患有肺癌的人更有可能存活五年。这意味着我们的首要任务是寻找加快疾病检测的方法,而这项研究——这是 t0 首次开发专门针对大肺结节的放射组学模型——有朝一日可以支持临床医生识别高危患者。
患者希望尽快知道他们的诊断
来自沃特福德的 64 岁的基思·休伊特 (Keith Hewett) 于 2018 年被诊断出患有肺癌,并在当地医院接受了手术治疗。然后,他被转介给 The Royal Marsden 的 Richard Lee 医生进行后续护理。去年,CT 扫描显示 Keith 的肺部有结节,经过进一步检查,他再次被诊断出患有癌症。
Keith 的病史与本研究中使用的患者相似,他说:
“在我第一次诊断后,我每三个月在 The Royal Marsden 进行一次 CT 扫描,就在他们即将成为每六个月一次时,李医生注意到扫描结果发生了变化。他们不确定这是什么,但同意需要进一步调查。由于我患有关节炎,我身上可能会出现肿块,这给发生的事情增添了更多的浑浊。
“事实证明,我的肺部有三个癌性结节,我在 The Royal Brompton 接受了手术治疗。我在 The Royal Marsden 的护理非常出色,因为他们非常注重细节,我在他们的护理中感到安全。
“任何有助于更清楚地了解 CT 扫描中的某些内容是否是癌症的新技术都会很棒。作为患者,您想尽快知道自己是否患有这种疾病,因为越早治疗,结果就越好。