中大团队为全球鼻咽癌治疗提供中国智慧 AI勾画放疗靶区精度堪比专家

南方日报讯（记者/龚春辉通讯员/黄金娟余广彪）近日，中山大学肿瘤防治中心（下称“中肿”）孙颖教授团队与香港中文大学计算机科学与工程学系合作，首次利用人工智能（AI）技术在核磁共振（MRI）影像上实现了鼻咽肿瘤自动勾画。这是AI在全期别鼻咽癌放射治疗靶区勾画方面的首个研究，相关成果发表于国际影像学顶级期刊《Radiology》。

目前，该项成果正在中肿开展临床试验。接下来，孙颖团队将在广州、新加坡、广西等地开展临床验证，为世界鼻咽癌治疗贡献中国智慧。

从数据中学习规律

放射治疗是治疗鼻咽癌的最主要手段。“照射不足将导致肿瘤复发，照射过度会增加放射性脑损伤、听力下降等后遗症。”孙颖指出，准确界定照射范围（勾画靶区）是精准放射治疗的关键步骤，即在CT或MRI影像上描绘出肿瘤范围。

目前，鼻咽肿瘤靶区的勾画主要为人工勾画，能否利用AI技术，“医工结合”实现放射治疗靶区的自动勾画？近年来，孙颖团队开展了系统性攻关。为此，孙颖团队纳入来自1021例鼻咽癌患者的MRI影像资料，并由2名鼻咽癌放疗专家共同完成靶区勾画，以提供三维、大尺度和高质量的影像和靶区数据用于计算机学习。

在将专家经验转变为数据后，孙颖团队开启跨学科合作，从海量数据中学习规律从而实现自动勾画。他们与香港中文大学计算机科学与工程学系“牵手”，选用了三维卷积神经网络（3DCNN）技术。“CNN能模仿人类大脑视觉中枢的层次，在图像识别领域表现优异；由于MRI为三维医学图像，我们最终选用了3DCNN。”

提高医生工作效率

准确性是AI自动勾画的关键性指标。孙颖表示，以专家勾画作为金标准，AI自动勾画的准确性为79%，且无论患者是早期（T1—T2）还是晚期（T3—T4），无论是否接受过化疗，AI均可达到相似的勾画准确性。经专家评估，32.5%（66例）的病例无需修改可直接用于放射治疗计划设计。

那么，AI自动勾画与不同医院不同经验水平的专科医生相比，准确性如何？孙颖团队开展了多中心测试，共纳入不同分期的20例患者和8位来自7个高水平医院的放疗专科医生，由8位医生在20例患者的MRI影像上人工完成鼻咽癌原发肿瘤勾画（即人工勾画）。以专家勾画作为金标准，AI自动勾画的准确性超过了8位医生中的4位，与其余4位相当。

目前，孙颖团队已初步探究AI自动勾画的临床应用价值。在8位医生完成人工勾画2个月后，由他们对AI自动勾画的结果进行修改，即实行AI辅助勾画。研究结果显示，AI辅助勾画提高了5位医生的勾画准确性，让经验较少的医生达到近似专家水平的勾画，同时显著提高医生勾画的效率。

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