12月12日消息，2023年度中國(guó)醫(yī)學(xué)人工智能代表性算法評(píng)選結(jié)果近日出爐，由浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院、阿里巴巴達(dá)摩院（湖畔實(shí)驗(yàn)室）聯(lián)合提出的“人體正常器官的分層分割模型”入選其中。該算法可高效分割42個(gè)器官，讓放療規(guī)劃更精準(zhǔn)，病人更受益，有效降低放療對(duì)身體的損傷，并幫助醫(yī)生減輕了90%的靶區(qū)勾畫(huà)工作量。
圖為AI自動(dòng)完成的放療靶區(qū)勾畫(huà)工作，紅色為靶區(qū)，其他顏色為正常器官
放射治療作為癌癥的關(guān)鍵治療方式之一，其有效性與安全性高度依賴于靶區(qū)和危及器官的準(zhǔn)確勾畫(huà)。這要求放射腫瘤醫(yī)生在制定治療規(guī)劃時(shí)，對(duì)器官進(jìn)行精準(zhǔn)的分割勾畫(huà)，最大限度將放射劑量集中在靶區(qū)，以免靶區(qū)周邊的正常器官受到不必要的傷害，平均在一個(gè)病人身上平均要花費(fèi)3-4小時(shí)，耗時(shí)耗力，且容易出錯(cuò)。近年來(lái)，基于深度學(xué)習(xí)的自動(dòng)危及器官分割方法取得了巨大進(jìn)展，極大地提高了器官分割的精度和效率。
浙大一院、達(dá)摩院聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)提出了一種自動(dòng)且高效的算法系統(tǒng)SOARS，構(gòu)建了雙層的深度學(xué)習(xí)框架，實(shí)現(xiàn)了42個(gè)器官的精準(zhǔn)分割。該算法成果已于2022年10月發(fā)布在國(guó)際醫(yī)學(xué)期刊Nature Communications。
該算法使用了176名患者的訓(xùn)練集，然后在六個(gè)外部中心經(jīng)過(guò)1327名患者數(shù)據(jù)驗(yàn)證。結(jié)果顯示，SOARS比現(xiàn)有國(guó)際上最好的分割算法結(jié)果提高至少3-5%，達(dá)到媲美專業(yè)醫(yī)生的勾畫(huà)精度、實(shí)現(xiàn)危及器官和和正常器官的標(biāo)準(zhǔn)化制定，超過(guò)98%由算法自動(dòng)勾畫(huà)的危及器官可直接投入臨床使用。換言之，這將幫助放射腫瘤醫(yī)生減輕90%的靶區(qū)勾畫(huà)工作量。
研究團(tuán)隊(duì)更基于此算法研發(fā)了一個(gè)可持續(xù)分割143個(gè)全身器官的分割模型，克服了在數(shù)據(jù)集之間不可見(jiàn)的情形下，多器官分割中存在的遺忘現(xiàn)象，相關(guān)成果被計(jì)算機(jī)視覺(jué)頂會(huì)ICCV 2023收錄，并在多個(gè)合作醫(yī)院開(kāi)始試用。
浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院放療科副主任葉香華表示，這項(xiàng)研究表明了人工智能可大幅減少靶區(qū)勾畫(huà)的工作量，輔助醫(yī)生提高整個(gè)癌癥放療的工作效率和可重復(fù)性，是臨床醫(yī)生不可多得的好助手。“病人經(jīng)常不解，為什么制定放療方案動(dòng)輒要十天半個(gè)月的時(shí)間，AI如能在靶區(qū)勾畫(huà)環(huán)節(jié)提升效率，這將大大縮短治療等待的過(guò)程，減少病人焦慮?！?/p>
達(dá)摩院醫(yī)療AI團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、IEEE Fellow呂樂(lè)表示，該算法展示出極大的器官分割性能與可擴(kuò)展性，未來(lái)，不同科室也可根據(jù)各自的需求去定制模型。
據(jù)了解，本次評(píng)選由中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會(huì)醫(yī)學(xué)人工智能分會(huì)、中國(guó)工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)會(huì)數(shù)學(xué)與醫(yī)學(xué)交叉學(xué)科專業(yè)委員會(huì)、數(shù)學(xué)圖像聯(lián)盟于2023年12月5日組織同行專家評(píng)審，并報(bào)全國(guó)科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會(huì)醫(yī)學(xué)人工智能名詞審定委員會(huì)審批通過(guò)，將于12月底的2023中國(guó)醫(yī)學(xué)人工智能大會(huì)上舉行頒獎(jiǎng)儀式。
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