早筛网讯|澳大利亚开发出快速检测早期前列腺癌的人工智能技术

2021
08/18

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早筛网
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早筛网讯:近年来,随着人工智能(AI)等新技术的发展,适用于前列腺癌的人工智能技术也应运而生。例如, UPMC公司和匹兹堡大学研究人员于2020年7月发表在《柳叶刀》(The Lancet Digital Health )的研究显示,人工智能(AI)在检测前列腺癌时表现出 98% 的灵敏度和 97% 的特异性1;以及2020年12月韩国科学技术研究所(KIST)发布文章表示,使用人工智能分析基于尿液的前列腺癌的多种因素,仅需20多分钟,其准确率几乎达到100%2。


近日,澳大利亚研究人员开发出一项人工智能(AI)技术,可以通过分析常规计算断层扫描(CT)来检测前列腺癌的早期迹象,从而起到早筛的作用 前列腺是位于膀胱、直肠之间的男性专属腺体,经直肠行指检可触摸到前列腺。而前列腺癌(Prostate cancer)是男性生殖系统常见的恶性肿瘤,主要危险因素包括遗传、不良的生活习惯等,早期前列腺癌可以进行有效诊疗和控制。 前列腺癌通常影响65岁以上的男性群体,但年轻男性的病例也越来越多。前列腺癌在早期阶段通常没有什么症状,只有当前列腺癌肿瘤长大到堵塞或压迫尿道的时候,才会出现如尿频、尿急、排尿困难、血尿等症状。而这些症状和前列腺增生的症状很相似,同时在50岁以上男性中,以上症状也很常见,因而常常被忽略了。并且,其诊断技术要么依赖于仪器具有侵入性,要么疗效低,这使得广泛的早期发现成为一项艰巨的任务。 世界卫生组织国际癌症研究机构(IARC)发布的全球癌症负担数据显示,2018年记录了超过100万例病例和35万例死亡3。而到了2020年,前列腺癌新发病例数为141万4。


2018年36种癌症和所有癌症的新增病例和死亡人数合计


2020年36种癌症和所有癌症的新增病例和死亡人数合计


前列腺癌扫描


由于前列腺癌进展缓慢,如果能在早期发现,患者的存活率很高。但大多数患有前列腺癌的男性往往死于不相关的原因,而他们却不知道自己患有这种疾病。


No.用于早期检测的人工智能技术


澳大利亚研究人员发表在《自然》科学报告显示,该前列腺癌AI人工智能检测技术来自RMIT大学和墨尔本St Vincent医院的研究人员,通过分析无症状患者的CT扫描(无论有无前列腺癌)来训练人工智能算法,以发现疾病的明显迹象。


研究人员说,CT扫描非常适合检测骨骼和关节问题,而另一方面,AI可在当男性有腹部或骨盆扫描的其他问题时进行癌症检查,适合放射科医生检测难以在图像上发现的前列腺癌。不过,CT扫描有一个缺点,长期而言,高辐射剂量可能导致不良反应,也使其不适合定期进行癌症筛查。


前列腺癌扫描


Ruwan Tennakoon博士在一份声明中说:“我们训练了这个软件去发现人眼不能看到的东西的能力,目的是通过偶然的检测发现前列腺癌。”这就像训练嗅探犬一样,我们可以训练人工智能用先进的技术看到我们不能看到的东西,就像狗能闻到人类鼻子闻不到的东西一样。


No.算法的工作原理


该团队训练AI软件在各种扫描中查找疾病特征,以及准确查找它们的位置,从而避免手动裁剪图像的需要。


通过交叉验证技术( cross-validation techniques ),将腹部和骨盆区域的 571次 CT 扫描数据与放射学专家的数据进行对比,从而评估了该机器的性能。研究人员发现,人工智能不仅表现更好,而且在几秒钟内就检测到了癌变的生长。


此外,人工智能改进了每次扫描的质量,学习和适应如何从不同的机器阅读图像,以发现即使是极小的癌变迹象。墨尔本St Vincent医院的Mark Page博士说,这项技术可以让医护人员在患者的早期发现前列腺癌。


不管怎样,对于检测前列腺癌的探索,科学家们从未停止。无论哪种癌症,早期筛查,早期治疗,对患者及其家人都是很有帮助的。而先进技术如人工智能和大数据的加持,将进一步促进癌症筛查的发展。


参考文献:

1. Artificial intelligence identifies prostate cancer with near-perfect accuracy | EurekAlert! Science News

2. Noninvasive Precision Screening of Prostate Cancer by Urinary Multimarker Sensor and Artificial Intelligence Analysis | ACS Nano

3. Global cancer statistics 2018: GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries

4. Global Cancer Statistics 2020: GLOBOCAN Estimates of Incidence and Mortality Worldwide for 36 Cancers in 185 Countries - Sung - 2021 - CA: A Cancer Journal for Clinicians - Wiley Online Library

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关键词:
早期,前列腺癌,癌症,检测,发现

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