據國家癌癥中心統(tǒng)計數(shù)據顯示,全球約50%的上消化道癌(包括食管癌、胃癌等)發(fā)生在中國,其中超過85%的患者在確診時已為中晚期,每年因此導致的死亡病例超過40萬。早期上消化道癌患者五年生存率超過 90%,而晚期患者的五年生存率則小于10%。
腫瘤早診的“火眼金睛”——徐瑞華教授團隊成功研發(fā)上消化道腫瘤內鏡AI輔助診斷系統(tǒng)-肽度TIMEDOO腫瘤早診的“火眼金睛”——徐瑞華教授團隊成功研發(fā)上消化道腫瘤內鏡AI輔助診斷系統(tǒng)-肽度TIMEDOO因此,上消化道癌的早期診斷早期治療是提高療效的關鍵。目前,內鏡檢查及活檢仍是上消化道癌早期診斷的金標準。但是我國的內鏡醫(yī)生十分短缺,人才缺口巨大,遠遠不能滿足臨床實際需求;而另一方面,由于早期上消化道癌常缺乏典型的內鏡下表征,極易漏診;加之不同級別醫(yī)院的內鏡醫(yī)生水平差異很大,導致我國早期上消化道癌的檢出率低,早診率不到10%,嚴重制約了療效的提高。尋找更為準確有效的早診方法,通過推廣應用至基層醫(yī)療機構,促進其上消化道癌內鏡早診水平與優(yōu)勢中心的同質化,成為了目前改善上消化道腫瘤療效與預后的關鍵問題之一。
針對上消化道癌內鏡早診這一臨床難點問題,為積極響應和落實“健康中國2030”規(guī)劃綱要和大力發(fā)展人工智能的國家重要戰(zhàn)略部署,我國消化道腫瘤領域的領軍人物徐瑞華教授帶領由數(shù)十位專家組成的團隊開展了多學科聯(lián)合攻關,經過不懈努力,成功自主研發(fā)出具有完全自主知識產權的上消化道癌內鏡AI輔助診斷系統(tǒng)(GRAIDS)。
腫瘤早診的“火眼金睛”——徐瑞華教授團隊成功研發(fā)上消化道腫瘤內鏡AI輔助診斷系統(tǒng)-肽度TIMEDOO

經臨床實踐數(shù)據驗證,對上消化道腫瘤的診斷敏感性高達90%以上。2019年10月4日,相關研究成果《人工智能實時輔助內鏡早期診斷上消化道腫瘤:一項多中心、病例對照、診斷性研究》正式在線發(fā)表于全球頂尖學術期刊《柳葉刀·腫瘤學》(2018 IF=35.386,原文鏈接可點擊文末閱讀原文)上,文章通訊作者為徐瑞華教授,共同第一作者是駱卉妍副教授、徐國良教授、李超峰工程師、賀龍君主治醫(yī)師、羅琳娜博士和王梓賢博士。這一文章的發(fā)表,標志著我國科學家在探索人工智能腫瘤學領域臨床轉化和落地應用方面邁出了國際領先的一步。

腫瘤早診的“火眼金睛”——徐瑞華教授團隊成功研發(fā)上消化道腫瘤內鏡AI輔助診斷系統(tǒng)-肽度TIMEDOO腫瘤早診的“火眼金睛”——徐瑞華教授團隊成功研發(fā)上消化道腫瘤內鏡AI輔助診斷系統(tǒng)-肽度TIMEDOO
人工智能如虎添翼
實時指導精準診斷
據徐瑞華教授介紹,該系統(tǒng)在深度卷積神經網絡的基礎上開發(fā)出多項創(chuàng)新技術,能夠針對內鏡圖像部位多、疾病種類多、癌變表現(xiàn)多樣化情況下實現(xiàn)高準確性,能夠在高度復雜人-機協(xié)同的臨床實操環(huán)境中實現(xiàn)穩(wěn)定的預測;同時該系統(tǒng)的速度非常快,一臺配置單GPU卡的普通服務器即可達到每秒118張圖像的處理能力,處理延時低于10ms。該智能輔助系統(tǒng)具有實時活檢部位精確提示、內鏡檢查智能質控和自動采圖等功能,在醫(yī)生進行內鏡檢查的同時自動捕獲圖像并進行云端AI分析,實時提示精確的可疑病灶區(qū)域,指導內鏡醫(yī)生選擇活檢部位;在檢查過程中,該系統(tǒng)能對檢查時間和檢查部位進行質控,減少遺漏關鍵信息,提高檢查質量;在臨床操作中,該系統(tǒng)還能夠依據指南要求自動采圖存儲,減少醫(yī)生“一心兩用”、“手腳并用”帶來遺漏關鍵信息的可能性。該系統(tǒng)的研究和應用,相當于一個頂尖的內鏡專家在實時指導內鏡檢查操作,極大的加快了內鏡檢查的速度并提高了活檢的陽性率,為優(yōu)化內鏡醫(yī)生工作模式,提高內鏡檢查效率和診斷準確率提供了可靠的解決方案。
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徐瑞華教授與團隊成員進行項目研究分析
云端平臺智慧多能
開放網站免費共享
該研究構建了基于云技術的多中心上消化道癌內鏡AI診斷平臺,平臺可以自動捕獲內鏡檢查圖像上傳至云端進行AI分析,實時向操作者反饋提示可疑病灶區(qū)域,指導操作者更有針對性的選擇活檢部位,提高活檢陽性率。值得一提的是,該系統(tǒng)還集成了培訓功能,臨床醫(yī)生可以通過復習并重新評估已存儲的圖片,來進行模擬診斷積累經驗,提高技術水平,減少上消化癌的漏診率。并可通過建立的開放性百萬級大規(guī)模內鏡圖像數(shù)據庫(存儲內鏡圖片超過100萬張),對初級醫(yī)生及研究者進行內鏡診斷培訓。臨床醫(yī)生和患者還可通過公共網站(http://graids.sysucc.org.cn),免費訪問開放共享的GRAIDS系統(tǒng),并根據提示自行上傳內鏡圖片,重新評估已有診斷的準確性。腫瘤早診的“火眼金睛”——徐瑞華教授團隊成功研發(fā)上消化道腫瘤內鏡AI輔助診斷系統(tǒng)-肽度TIMEDOO
GRAIDS系統(tǒng)在內鏡檢查中實時識別上消化道癌性病變
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多中心人工智能內鏡輔助診斷云平臺的三大功能—指導診斷、專業(yè)培訓和開放共享
AI+國內頂尖團隊
助力基層快速提升
通過前期完成的5萬余張上消化道癌患者和12萬余張正常人內鏡圖像數(shù)據的識別和深度學習,該系統(tǒng)對癌變的診斷準確率可以達到96%,對早期(I期)病變的識別率可以達到90%以上,初步顯示出應用于上消化道癌早診的巨大潛力。為了對該系統(tǒng)的性能進行深入的驗證,由中山大學腫瘤防治中心牽頭聯(lián)合全國5家不同地區(qū)、不同級別的醫(yī)院進行多中心研究,采用該系統(tǒng)對其提供的來自84,424例患者的共1,036,496張內鏡圖像進行了識別和分析。最終結果顯示該系統(tǒng)對上消化道癌的診斷準確率達90%以上,其中內部數(shù)據驗證診斷準確率為95.5%,前瞻性數(shù)據驗證診斷準確率為92.7%,外部數(shù)據驗證診斷準確率為91.5%至97.7%,其診斷靈敏度(94.2%)與專家級的內鏡醫(yī)師(94.5%)相當。更重要的是,在GRAIDS的幫助下,可提升專家的診斷靈敏度至0.984,而低年資醫(yī)生的診斷靈敏度將提升到與專家獨自判讀時相當?shù)男Ч?。這一鼓舞人心的結果顯示,該系統(tǒng)的推廣相當于為基層醫(yī)院送去了一位內鏡專家,在有效幫助基層醫(yī)院內鏡醫(yī)師提高上消化道癌的診斷準確率的同時,還顯著的節(jié)約了內鏡檢查時間、提高了檢查效率。中山大學腫瘤防治中心還充分利用泛中南地區(qū)腫瘤專科聯(lián)盟這一平臺,與8省15家醫(yī)院簽署了《上消化道腫瘤人工智能診療決策系統(tǒng)的研發(fā)及推廣應用》合作協(xié)議,希望能進一步整合聯(lián)盟單位的臨床資源和數(shù)據信息,加快該系統(tǒng)的完善和推廣應用。接下來還將進一步建立上消化道腫瘤診療相關多場景、多模態(tài)的人工智能診療模型和應用系統(tǒng),形成全國首個覆蓋常見上消化道腫瘤篩查、診斷、治療全過程的人工智能診療決策系統(tǒng),并對社會開放共享。目前,該系統(tǒng)已首批在梧州市紅十字會醫(yī)院、揭陽市人民醫(yī)院、粵北人民醫(yī)院、普寧市人民醫(yī)院和江西省腫瘤醫(yī)院落地應用,并將在泛中南地區(qū)腫瘤專科聯(lián)盟成員單位進一步推廣應用,這對于提高我國上消化道腫瘤的早診早治水平、促進腫瘤規(guī)范化治療、推動分級診療的實現(xiàn),將具有十分重大的意義。
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GRAIDS在基層醫(yī)院的推廣應用情況
徐瑞華教授指出,在國家863課題資助下,中山大學腫瘤防治中心正在建設腫瘤醫(yī)學大數(shù)據中心,并已建成了多個專病大數(shù)據庫,制定了結直腸癌等數(shù)個癌種的標準大數(shù)據集;成立了人工智能實驗室,通過緊密有機的產學研結合,有力的推動了人工智能在腫瘤學領域的研究和應用,已經并即將產生一系列開創(chuàng)性的成果。該上消化道腫瘤人工智能診療決策系統(tǒng)的成功研發(fā)和推廣,能夠明顯提高基層醫(yī)療機構的腫瘤診斷水平,推動不同級別醫(yī)院腫瘤診療水平的同質化,解決醫(yī)療資源供需嚴重失衡以及地域分配不均等問題,讓優(yōu)質醫(yī)療資源下沉到基層,讓更多群眾享受到普惠醫(yī)療的好處。此外,腫瘤人工智能診療技術的發(fā)展,有助于將防癌戰(zhàn)線進一步前移,為腫瘤臨床防治帶來革命性的改變,在節(jié)約大量公共衛(wèi)生資源、實現(xiàn)巨大經濟社會價值的同時,還將為實現(xiàn)健康中國的中國夢提供重要而強大的保障。
腫瘤早診的“火眼金睛”——徐瑞華教授團隊成功研發(fā)上消化道腫瘤內鏡AI輔助診斷系統(tǒng)-肽度TIMEDOO
上消化道腫瘤內鏡人工智能輔助診斷系統(tǒng) 研究團隊部分成員
作者介紹:
腫瘤早診的“火眼金睛”——徐瑞華教授團隊成功研發(fā)上消化道腫瘤內鏡AI輔助診斷系統(tǒng)-肽度TIMEDOO
徐瑞華,教授,博士生導師,醫(yī)學博士,中山大學腫瘤防治中心主任、院長、所長,華南腫瘤學國家重點實驗室主任,腫瘤醫(yī)學省部共建協(xié)同創(chuàng)新中心主任,國家新藥(抗腫瘤藥物)臨床試驗中心主任,入選國家百千萬人才工程,國務院政府特殊津貼專家,南粵百杰?,F(xiàn)任教育部科技委生物與醫(yī)學學部委員,中國抗癌協(xié)會副理事長,中國臨床腫瘤學會候任理事長,中國醫(yī)藥生物技術協(xié)會副理事長,廣東省抗癌協(xié)會理事長,中國抗癌協(xié)會第一屆靶向治療專委會主任委員,中國臨床腫瘤學會胃癌專家委員會主任委員,中國臨床腫瘤學會腸癌專家委員會候任主委。《Cancer Communications》主編。長期從事消化道腫瘤早診、個體化治療及抗癌藥物研究。共發(fā)表論文300余篇,其中通訊或第一作者的SCI論文160余篇(IF>10共21篇)。有多篇文章發(fā)表于國際重要學術期刊上,如《自然 · 材料學》、《柳葉刀 · 腫瘤學》、《臨床腫瘤學》等國際重要學術期刊。

來源:中山大學腫瘤防治中心訂閱號

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