中科院學(xué)者提出智能評(píng)估腫瘤治療效果的影像定量分析方法
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根據(jù)美國(guó)國(guó)家綜合癌癥網(wǎng)絡(luò)(NCCN)和中國(guó)臨床腫瘤學(xué)會(huì)(CSCO)最新腫瘤治療指南，手術(shù)之前的新輔助治療已成為直腸癌、乳腺癌等多種腫瘤的標(biāo)準(zhǔn)治療方案的重要組成部分?；颊咄ㄟ^(guò)新輔助治療可實(shí)現(xiàn)腫瘤降期，使不可手術(shù)患者達(dá)到手術(shù)條件，特別是可能達(dá)到病理學(xué)完全緩解(pathological complete response, pCR)，從而可能避免手術(shù)。但目前只能通過(guò)術(shù)后病理對(duì)新輔助治療效果進(jìn)行評(píng)估，既無(wú)法篩選pCR患者使其免于手術(shù)，又不能排除治療不敏感患者使其免于無(wú)效的治療。因此，亟需采用影像定量分析的方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)新輔助治療效果的無(wú)創(chuàng)評(píng)估。
中科院分子影像重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室田捷研究員團(tuán)隊(duì)基于醫(yī)學(xué)影像大數(shù)據(jù)人工智能分析方法的多年積累，將腫瘤新輔助治療效果智能評(píng)估作為團(tuán)隊(duì)重點(diǎn)攻關(guān)方向，與國(guó)內(nèi)多家醫(yī)院合作，開展了一系列醫(yī)工交叉研究工作，在直腸癌、乳腺癌等腫瘤的新輔助治療效果評(píng)估上取得系列進(jìn)展，相關(guān)工作發(fā)表于臨床腫瘤類期刊Clinical Cancer Research、腫瘤影像類期刊Radiothearpy and Oncology、腫瘤外科類期刊Annals of Surgical Oncology等一系列腫瘤類國(guó)際主流學(xué)術(shù)期刊，獲得了歐洲癌癥科學(xué)院院士等國(guó)際權(quán)威臨床專家的積極評(píng)價(jià)以及世界最大的臨床腫瘤學(xué)會(huì)美國(guó)臨床腫瘤學(xué)會(huì)(ASCO)教育手冊(cè)的引用評(píng)價(jià)。
近期，團(tuán)隊(duì)與南方醫(yī)院陳春林主任合作在局部晚期宮頸癌新輔助治療效果評(píng)估的多中心臨床研究中取得新進(jìn)展，相關(guān)研究成果發(fā)表于柳葉刀(Lancet)子刊EBioMedicine。
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宮頸癌是女性最常見的惡性腫瘤之一。術(shù)前的新輔助治療能夠減少腫瘤體積，使無(wú)法切除的腫瘤具有可手術(shù)性，因此，新輔助治療加根治性子宮切除手術(shù)正在逐步成為替代同步放化療的治療策略。對(duì)于新輔助治療不敏感的患者而言，其接受了不必要的治療和可能產(chǎn)生的毒副反應(yīng)，錯(cuò)過(guò)了最佳治療時(shí)機(jī)。因此，在新輔助治療前預(yù)測(cè)患者對(duì)治療的敏感性對(duì)于指導(dǎo)更佳的治療方案具有重大意義。
該研究與南方醫(yī)院、鄭州大學(xué)第一、第二附屬醫(yī)院、河南省人民醫(yī)院、青島大學(xué)附屬醫(yī)院等8家醫(yī)院合作，收集了272例進(jìn)行新輔助治療的局部晚期宮頸癌患者數(shù)據(jù)，包括多序列MRI（包含T1和T2序列）以及相應(yīng)臨床資料。從影像中提取患者瘤內(nèi)和瘤周的定量影像組學(xué)特征，在訓(xùn)練集（由5家醫(yī)院組成）上建立了預(yù)測(cè)模型，并在測(cè)試集（由其他三家醫(yī)院組成）上進(jìn)行模型驗(yàn)證。結(jié)果顯示，結(jié)合T1、T2序列的瘤內(nèi)和瘤周特征的預(yù)測(cè)模型優(yōu)于單序列影像組合模型。
? A影像組學(xué)特征表達(dá)熱圖 B訓(xùn)練集和測(cè)試集不同模型間性能比較
該論文由來(lái)自貴州大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院碩士二年級(jí)訪問(wèn)學(xué)生孫彩霞作為第一作者，田欣（南方醫(yī)院）、劉振宇（中國(guó)科學(xué)院分子影像重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）、李維麗（南方醫(yī)院）為共同第一作者，田捷研究員與南方醫(yī)院陳春林主任、劉萍主任、貴州大學(xué)王麗會(huì)教授為該論文的共同通訊作者，組成了一個(gè)典型的醫(yī)工交叉合作研究團(tuán)隊(duì)，共同完成了相關(guān)研究工作。論文的工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、科技部國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、北京市自然科學(xué)基金、中科院青促會(huì)等項(xiàng)目的資助。
注：本文轉(zhuǎn)載自中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所。
