智东西4月28日消息,阿里巴巴达摩院联合广东省人民医院等机构研发出肠癌筛查AI模型DAMO COCA,研究论文4月21日登上欧洲肿瘤内科学会官方期刊《肿瘤学年鉴》(Annals of Oncology),在国际上首次提出了一种无需肠道准备、患者“无感”的肠癌机会性筛查方法。
▲论文已在《肿瘤学年鉴》发表(图源:达摩院)
在真实实验中,该模型从2.7万人的平扫CT影像里,找出了5例此前被漏诊的肠癌患者,模型敏感性达到86.6%,特异性达到99.8%。DAMO COCA是达摩院继胰腺癌AI模型DAMO PANDA、胃癌AI模型DAMO GRAPE后,推出的第三款癌症筛查AI。
达摩院从2017年成立起布局医疗AI,提出了“平扫CT+AI”的技术路线:让AI从普通CT影像里找出肉眼不易察觉的癌症病灶,患者不必再额外做检查。该路线目前已覆盖胰腺癌、胃癌、肠癌、肝癌、食管癌等消化道五种癌症。
一、1321例阳性样本训练,模型敏感性比医生平均水平高20.4%
平扫CT在国内每年产生上亿份影像,单次费用大约两三百元,常用于体检、肺结节复查、外伤评估和腹痛排查。如果能直接从这些已经拍好的片子里检出肠癌,患者就不必再多做一道检查。
但问题在于,腹腔中器官又多又挤、肠道形态复杂,病灶常藏在肠壁褶皱里,再加上患者没做肠道清空时食物残渣会再叠一层干扰,肉眼判读相当吃力。
DAMO COCA采用“先定位、后诊断”的两阶段深度学习架构,搭配混合监督学习策略;研究团队用1321例阳性样本和1357例健康样本做对照训练,并对小于3厘米的早期肿瘤做了专门优化,便于检测可疑病灶。
▲模型自动识别结直肠癌风险(图源:达摩院)
技术路径上,达摩院把医生在增强CT图像(注射造影剂、对比度更高,但不能作为常规检查手段)上勾画好的肿瘤位置,配准到对应的平扫CT图像。这套思路在2023年的DAMO PANDA(胰腺癌)和2025年的DAMO GRAPE(胃癌)上已经跑通过,胃癌涉及空腔脏器,难度更接近肠癌的场景。
研究团队找来10名不同年资的影像科医生与DAMO COCA对照阅片。结果上,DAMO COCA敏感性比医生平均水平高20.4%,模型在乙状结肠、直肠等易漏部位上的表现突出。而在AI辅助下,医生的敏感性和特异性可分别提高14.5%和3.1%,有效减少临床漏诊。
二、回扫27433份CT影像,找回5例此前漏诊
研究团队把DAMO COCA部署到医院做了两轮真实世界试验,回顾了27433份平扫CT影像,从中找回5例此前被遗漏的肠癌患者。
其中一位患者连续两年都拍过平扫CT、都没被检出,直到第三年通过肠镜才确诊,肿瘤已进一步增大。该模型可帮助类似情况的患者通过平扫CT更早发现异常,及时治疗。
广东省人民医院放射科主任刘再毅称,肠道病灶在平扫CT上确实容易被忽略,DAMO COCA这类工具能帮医生补上这一短板,下一步要把模型铺到更多地区和机构,靠大规模前瞻性研究拿到更扎实的循证证据。
达摩院资深算法专家、多癌筛查AI技术负责人张灵称:“达摩院已跑通‘平扫CT+AI’多癌筛查原创技术路线,用一次平扫CT识别多种癌症。”目前,达摩院在胰腺癌、胃癌、肠癌、肝癌、食管癌这消化系统五癌上进展明显,并持续推进乳腺癌、肾癌等肿瘤筛查。
▲达摩院多癌筛查进展(图源:达摩院)
结语:癌症早筛路线分化,“平扫CT+AI”覆盖面高
癌症早筛是医学研究的重中之重,难点主要在于很难找到一种通用方法,能够把多种癌一次性筛出来。国际上目前最主流的尝试是以美国Grail为代表的液体活检,抽一管血、用基因测序去找ctDNA、miRNA等癌症信号,但这一技术目前尚不够成熟,且费用较高,依赖于用户主动配合筛查,覆盖面有限。
“平扫CT+AI”则换了个切入点:不让患者多跑一趟,把癌症排查叠加在他们本来就要做的常规CT上,覆盖面理论上能大不少。从这次DAMO COCA基本表现来看,这条路径确实能够有效弥补传统手段顾及不到的部分。未来能够在更多医院、更大样本量上跑出可复制的结果,是面向该模型的后续考验。
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