■鼻咽癌首選放射治療，而腫瘤靶區精準勾畫成為其中關鍵。 受訪者供圖中大港中大聯手 首用人工智能提升治癌效果 準確性79%
香港文匯報訊（記者 敖敏輝 廣州報道）由於位置隱匿無法手術，鼻咽癌首選放射治療，而腫瘤靶區精準勾畫成為其中關鍵。近日，中山大學腫瘤防治中心孫穎教授團隊聯合香港中文大學計算機科學與工程學系人工智能（AI）團隊，首次利用AI技術在核磁共振（MRI）影像上實現了鼻咽腫瘤自動勾畫，準確性達到79%，近九成患者的腫瘤勾畫只需經少量修改甚至無需修改，即可用於放射治療。這解決了鼻咽腫瘤靶區長期存在的局限，令不同地區、不同水平醫生實現頂級醫生的人工勾畫水準成為現實，為實現精準而又高效的鼻咽癌放射治療提供了解決方案。
中國鼻咽癌發病率全球第一，廣東地區發病率甚至達到世界平均水平的40倍。由於鼻咽癌解剖位置特殊、手術治療困難，且其對射線敏感，因此放射治療是根治手段。不過，放射治療過程中，射線要從不同角度穿過周圍的腦幹、顳葉、眼球、視神經等40多個重要器官到達鼻咽腫瘤，精度要求在毫米級別。
突破人工勾畫不足
據孫穎介紹，該研究共納入1,021例鼻咽癌患者（早、中、晚期）的MRI影像資料，並由兩名頂尖鼻咽癌放療專家共同完成靶區勾畫，將相關影像和數據用於計算機學習。
此後，孫穎團隊與在AI領域處於國際先進水平的香港中文大學計算機科學與工程系及研究團隊創業公司深圳視見醫療科技公司合作，確定選用三維卷積神經網絡（3D CNN）這一AI技術，它能夠模仿人類大腦視覺中樞的層次，在圖像識別領域表現優異。
AI自動勾畫的準確性如何，是我們首先關注的問題，以專家勾畫作為金標準，AI自動勾畫的準確性為79%，且無論患者是早期（T1-T2）還是晚期（T3-T4），無論是否接受過化療，AI均可達到相似的勾畫準確性。經專家評估，32.5%（66例）的病例無需修改可直接用於放射治療計劃設計，56.2%（114例）的病例經少量修改即可用於放射治療計劃設計。
研究結果顯示AI輔助勾畫提高了鼻咽腫瘤勾畫的準確性和效率。據介紹，在此之前，即使最頂級的醫生，勾畫一例影像也需要2小時到3小時，其他醫生則動輒在5小時甚至10小時，而在AI雲平台下，只需要20分鐘到50分鐘便可完成。更為關鍵的是，其精準度達到頂級醫生的水平。因此，該成果突破了傳統人工勾畫存在的局限。
準確性有望再提高
研究團隊為AI自動勾畫進行了準確性測試，共納入不同分期的20例患者和8位來自七家高水平醫院的放療專科醫生，由8位醫生在20例患者的MRI影像上進行人工勾畫。結果顯示，以專家勾畫作為金標準，AI自動勾畫的準確性超過了8位醫生中的4位，與其餘4位相當。
接着，研究團隊又初步探究了AI自動勾畫的臨床應用價值，即AI能夠為臨床醫生提供多大的幫助？在8位醫生完成人工勾畫兩個月後，由他們對AI自動勾畫的結果進行修改（AI自動勾畫+醫生修改，即AI輔助勾畫）。結果顯示，AI輔助勾畫提高了5位醫生的勾畫準確性（平均由74%提高至79%），減少了55%的勾畫者間差異。
目前，該AI雲平台已運用於臨床，據悉，接下來，粵港雙方還將對AI相關算法嘗試做進一步優化，今後，其自動勾畫準確性有望在現在79%的基礎上，進一步提高。
成果將於新加坡臨床驗證
記者了解到，近年來，AI技術在醫學影像領域的研究發展迅速，但均運用在診斷環節。此次突破，係首次將AI技術運用於腫瘤治療。
為擴大AI放射治療靶區勾畫的影響力，團隊進一步實現了鼻咽癌頸部淋巴結、預防性放療區域和需保護的正常組織的自動勾畫，並集成了人工智能自動勾畫雲平台。通過這些，使勾畫時間節約了90%左右，受保護的器官由15個增加到43個。
接下來，粵港團隊將通過該AI雲平台，將成果在廣州、新加坡、廣西等地開展臨床驗證，以期取得全球鼻咽癌放射治療水平的同質化，為世界鼻咽癌治療提供中國經驗和中國智慧。