中國科學(xué)院自動(dòng)化研究所12月19日向媒體通報(bào)說，該所與多家醫(yī)院組成的聯(lián)合團(tuán)隊(duì)，通過頭部磁共振成像(MRI)結(jié)合弱監(jiān)督學(xué)習(xí)方法，研發(fā)出垂體腺瘤進(jìn)襲性行為評(píng)估的深度學(xué)習(xí)模型，可無創(chuàng)進(jìn)行垂體腺瘤進(jìn)襲性行為的術(shù)前評(píng)估，為垂體腺瘤精準(zhǔn)治療提供重要指導(dǎo)依據(jù)。

　　這項(xiàng)可幫醫(yī)生提前識(shí)別垂體腺瘤中的“難纏者”、助力精準(zhǔn)個(gè)體化治療的重要研發(fā)進(jìn)展，由中國科學(xué)院自動(dòng)化研究所、首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京天壇醫(yī)院與鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院、首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京潞河醫(yī)院等合作完成，相關(guān)成果論文近日在施普林格·自然旗下專業(yè)學(xué)術(shù)期刊《NPJ數(shù)字醫(yī)學(xué)》發(fā)表。

垂體腺瘤侵襲性生長。中國科學(xué)院自動(dòng)化研究所 供圖

　　研發(fā)團(tuán)隊(duì)介紹說，垂體腺瘤又稱垂體神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤，約占所有顱內(nèi)腫瘤的10%-20%，據(jù)報(bào)道其患病率為每10萬人中70-100例。盡管垂體腺瘤被歸類為良性腫瘤，但超過40%的病例在病程進(jìn)展中會(huì)表現(xiàn)出腫瘤侵襲性，難以通過手術(shù)完全切除，進(jìn)而導(dǎo)致殘留腫瘤快速復(fù)發(fā)。20世紀(jì)提出的兩種分級(jí)通過評(píng)估腫瘤侵犯的解剖區(qū)域(側(cè)方或上下方)來判斷垂體腺瘤的侵襲性，主要以影像學(xué)檢查和手術(shù)中的觀察確定。該方法雖操作簡便，但難以關(guān)聯(lián)垂體腺瘤侵襲包繞周圍正常組織、類似惡性腫瘤的生物學(xué)行為，因此對(duì)臨床診療的指導(dǎo)價(jià)值有限。

　　2017年前后，世界衛(wèi)生組織與歐洲內(nèi)分泌學(xué)會(huì)提出“進(jìn)襲性”垂體腺瘤的概念，更強(qiáng)調(diào)腫瘤的生物學(xué)行為。進(jìn)襲性腫瘤的核心特征包括侵襲性生長、快速增大、易復(fù)發(fā)、病理標(biāo)志物異常及治療抵抗等。由于進(jìn)襲性概念涵蓋維度廣泛，且目前缺乏公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)化評(píng)估工具，直接精準(zhǔn)評(píng)估垂體腺瘤的進(jìn)襲性水平面臨挑戰(zhàn)。當(dāng)前多數(shù)相關(guān)研究難以實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤進(jìn)襲性的全面多維度評(píng)估，這導(dǎo)致臨床中難以精準(zhǔn)識(shí)別具有高進(jìn)襲性行為的垂體腺瘤并及時(shí)進(jìn)行臨床關(guān)注，也難以制定更全面的個(gè)體化診療方案。

本項(xiàng)研究相關(guān)示意圖。中國科學(xué)院自動(dòng)化研究所 供圖

　　在本項(xiàng)研究中，中國團(tuán)隊(duì)首次提出基于侵襲特征的弱監(jiān)督標(biāo)簽深度學(xué)習(xí)模型，結(jié)合磁共振成像對(duì)垂體腺瘤進(jìn)襲性進(jìn)行評(píng)估與識(shí)別，并通過多維度、多任務(wù)驗(yàn)證系統(tǒng)考察了其效能。該模型在侵襲標(biāo)簽的弱監(jiān)督指導(dǎo)下，利用深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)提取特征、篩選特征后，最終為每位患者生成個(gè)體化評(píng)分。

　　結(jié)果顯示，模型評(píng)分與進(jìn)襲性呈現(xiàn)密切的正相關(guān)關(guān)聯(lián)，不僅能顯著反映腫瘤侵襲狀態(tài)，還可輔助評(píng)估腫瘤復(fù)發(fā)等不良預(yù)后、病理標(biāo)志物異常及惡性腫瘤相關(guān)生物學(xué)通路的情況。目前，這一結(jié)果已在全國多家醫(yī)院多中心隊(duì)列中得到驗(yàn)證，充分證實(shí)模型在復(fù)雜、多變臨床環(huán)境下的穩(wěn)定性與可靠性，為臨床廣泛推廣應(yīng)用奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

　　同時(shí)，本項(xiàng)研究已將復(fù)雜的多步驟磁共振成像圖像處理及相關(guān)算法整合至在線平臺(tái)，臨床醫(yī)生或相關(guān)使用者僅需上傳磁共振成像數(shù)據(jù)，即可快速獲取垂體腺瘤進(jìn)襲性的智能評(píng)估結(jié)果，大大降低了人工智能技術(shù)的應(yīng)用門檻。

　　研發(fā)團(tuán)隊(duì)透露，下一步將立足臨床診療實(shí)際需求，持續(xù)推進(jìn)模型與平臺(tái)的迭代優(yōu)化，加速科研成果從實(shí)驗(yàn)室走向臨床一線，助力提升垂體腺瘤臨床診治的精準(zhǔn)化水平，切實(shí)惠及廣大患者。