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蔡文立教授：人工智能在肿瘤影像疗效评估中的应用

2022年04月15日

整理：肿瘤资讯

近年来，随着人工智能技术的发展，AI在肿瘤治疗领域的深层应用不断扩大，推动了肿瘤精准医疗的发展。与此同时，肿瘤影像疗效评估也融入了智能化、数字化等新兴元素，为肿瘤临床诊疗和肿瘤药物试验带来了更多的便利和支持。为此，美国哈佛医学院麻省总医院三维影像量化实验室主任，美国麻省总院、哈佛大学医学院博士后导师蔡文立教授就人工智能在肿瘤影像疗效评估中的应用进行了解读。

蔡文立

美国哈佛医学院麻省总医院三维影像量化实验室主任美国麻省总院、哈佛大学医学院博士后导师

主要的研究领域：计算机辅助诊断，量化影像分析，影像组学，机器学习，医学图像处理和可视化
2000年毕业于德国Darmstadt工业大学Fraunhofer图形学研究所，获得博士学位; 2004年于纽约州立大学石溪分校完成博士后
2004年起任职于麻省总院和哈佛大学医学院，领导三维量化影像分析实验室开发了3DQI量化影像分析和机器学习软件平台，基于此平台上开发了一系列量化影像分析临床应用如神经纤维瘤、肝脏肿瘤、软组织瘤、骨关节和虚拟大肠镜等发表SCI收载的高影响因子论文70+篇，拥有15项专利和软件发明。同时担任多个放射学和影像处理杂志的编辑和评委，是美国癌症协会（ACS）研究基金和北美放射年会（RSNA）研究基金的特聘评委。研究成果多次在RSNA上获奖

AI技术在各个领域的应用已经非常普及，那么AI技术应用在肿瘤影像疗效评估中，是如何把影像疗效分析这个工作做得更好的？

蔡文立教授：首先，影像量化分析是肿瘤疗效评估的核心部分，而AI技术的引入对影像量化分析的技术提升是至关重要的。传统的肿瘤影像疗效评估依据传统的细胞毒性抗肿瘤药物引起的肿瘤大小的变化，对疗效反应进行判定。随着新一代抗肿瘤治疗方法（靶向治疗，介入治疗，免疫治疗等）出现，仅仅依赖肿瘤的大小变化未必能够真实反映疗效。这种情况，肿瘤就好比一个西瓜，里面都坏了，但肿瘤的体积却没有明显的变化。这个时候，如果仅仅利用传统的测量肿瘤大小的方法就不能准确地反映肿瘤的反应。AI技术的应用，我们能够更加客观地区分活跃和坏死的肿瘤组织，这个肿瘤的活跃度的量化分析可以使我们更加客观和精准地用来辅助新一代的抗肿瘤药物疗效评估。

整体而言，AI技术的引入，可以在两个方面改进和提高现有的肿瘤疗效评估。第一个就是自动化，自动找出病灶、自动进行测量、自动进行评估，我们能够把评估做得更精准、更高效；第二个就是特异化，肿瘤内部是异质的，同样大小的肿瘤接受相同的治疗，会有不同的反应，这就是肿瘤内部的特异性。AI技术引入将肿瘤疗效分析从宏观的肿瘤大小分析进入微观特异性分析，比如影像纹理特征的变化，动态供血的变化，这些变化通常都是肉眼难以观察到的，但是通过AI技术能够准确地识别出来。因此，AI技术可以帮助我们进一步更准确、更客观地来评估肿瘤疗效。

传统的肿瘤疗效评估流程和新一代的流程有什么不同？

蔡文立教授：传统的肿瘤疗效评估大多是通过院外的独立的多家影像评估机构来完成，往往存在着效率不高以及不同医生间评估一致性较差的问题。而新一代的评估流程就是院内外相结合的独立影像评估模式，也就是说，院内也设有一个独立的专业肿瘤影像评估中心，可以及时地（24小时内）将评估结果反馈到临床治疗，不仅病人可以获得更快速的、及时的反馈和结果，而且医生也可以马上对病人结合临床，制定针对性的诊疗方案，非常高效，而且精准。

同时，针对多中心协作的需求以及肿瘤疗效评估的客观性、一致性，这种专业化的独立影像评估模式显得尤为重要。目前，这种新一代院内专业的独立影像评估中心在国外的一些主要癌症中心和医院已经广泛采用，但国内很少有人涉及。昆捷医疗自主研发的QTIE-Lab，是国内首个专业级肿瘤影像精准量化分析平台，并获得CFDA资质认证。在这样的专业化平台上面，可以让不同医院实现专业化、规范化、标准化的疗效评估，这对多中心的药物研究、多中心的科研合作，和临床应用可以带来很大帮助。

AI技术在肿瘤疗效评估方面的应用可以为患者带来哪些好处？

蔡文立教授：传统影像医生主要是负责影像判读，疗效评估和影像判读有着不同的要求，需要掌握评估标准和测量方法等专业知识，同时面对整个治疗过程中多个时间点大量的患者影像时，目前的PACS系统没有为影像科医生提供有效的工具，进行全面且准确的肿瘤疗效评估工作。有了专业化的独立影像评估系统，可以把不同时间点的病人影像通过自动归档技术呈现在系统里面，可以自动跟踪肿瘤和生成肿瘤疗效评估报告，这样可以帮助医生及时准确地了解患者在当前时间点的肿瘤反应，有助于提供个性化诊疗方案，帮助肿瘤科医生指导患者的用药。未来，基于AI模型可以开发预测出药物抗药性、耐药性和适应症范围，对医生用药的临床决策和患者治疗带来更大的帮助，可以有效改善患者生存。

我们希望可以跟更多的医疗机构、临床试验基地等开展深度合作，建立一个针对肿瘤疗效评估的共享互联平台，赋能药企，赋能临床科研，最终提高肿瘤诊疗水平，为肿瘤患者带来更多希望。

排版编辑：Mathilda

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