文/羊城派记者 丰西西
通讯员 黄金娟 余广彪
实习生 黄焯楹

图/视频 通讯员 杨森

鼻咽癌是我国常见头颈部肿瘤，中国发病率全球第一，其中广东省高发区的发病率为世界平均水平的40倍，因此也被称为“广东瘤”。

由于鼻咽解剖位置特殊、手术治疗困难，且鼻咽癌对射线敏感，因此放射治疗是根治手段。但放射治疗的靶区有讲究，照射少了，肿瘤容易复发；照射多了，副作用明显，还容易导致脑损伤、听力下降等问题。

如何能够精准找到放射治疗靶区？

2日，记者从中山大学肿瘤防治中心获悉，该中心副院长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，相关研究成果于2019年3月26日发表于国际影像学顶级期刊《Radiology》（2018年IF 7.469）。

 人工勾画慢且准确率＜70%

据了解，放射治疗过程中，加速器治疗机发出的射线要从不同角度穿过周围的脑干、颞叶、眼球、视神经等40多个重要器官到达鼻咽肿瘤，精度要求在毫米级别；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。

因此，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，准确性高度依赖医生的经验，存在不快（3-10小时）、不准（准确率<70%）、不狠（变异超过）的问题。

如何能够又快又准地界定肿瘤范围？人工智能（AI）技术在病灶自动识别、诊断、分割等领域的准确性一再被验证；中山大学肿瘤防治中心拥有全国最大的放射治疗中心，每年收治鼻咽癌患者5000多例，能否让丰富的经验和病例与先进的技术相结合？能不能考虑让AI来自动勾画出鼻咽癌放射治疗的靶区？孙颖教授带领团队展开研究。

MRI影像是鼻咽肿瘤勾画的金标准，人工勾画需要医生仔细、全面地观察肿瘤在MRI影像上的侵犯范围并逐层勾画出肿瘤靶区。因此，专家经验就存储在这些靶区中。如何让AI也能像专家一样能够勾画，这就需要强大的训练。

 让AI“吃”下病例资料进行学习

研究者收集了1021例鼻咽癌患者（全部期别）的MRI影像资料，并由两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。当专家经验变成数据后，研究者们经过精心筛选，确定用三维卷积神经网络（3D CNN）实现鼻咽肿瘤自动勾画。

AI勾画准不准呢？孙颖说，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%的病例无需修改可直接用于放射治疗计划设计，56.2%的病例经少量修改即可用于放射治疗计划设计。

AI和临床医生比赛“赢”了一半人

为了更进一步验证AI的准确度，研究团队让AI和8位来自不同大医院的放疗科医生做了一场“PK”——在不同分期的20例患者MRI影像上完成鼻咽癌原发肿瘤勾画，以专家勾画作为金标准，AI自动勾画准确性超过了8位医生中的4位，和另外4位水平相当。

据介绍，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。AI辅助勾画提高了鼻咽肿瘤勾画的准确性，能够让经验较少的医生达到近似专家水平的勾画，将会对肿瘤控制和患者生存产生积极影响。

为了扩大AI放射治疗靶区勾画的影响力，孙颖团队进一步实现了鼻咽癌颈部淋巴结、预防性放疗区域和需保护的正常组织的自动勾画，并集成了人工智能自动勾画云平台。

通过这些，使勾画时间节约了90%左右，受保护的器官由15个增加到43个。下一步，孙颖团队将通过云平台在广州、新加坡、广西等地开展临床验证，以期取得全球鼻咽癌放射治疗水平的同质化，为世界鼻咽癌治疗提供中国经验和中国智慧。(更多新闻资讯，请关注羊城派 pai.ycwb.com)

来源 | 羊城派
责编 | 孙磊