中國科學(xué)院自動化研究所12月19日向媒體通報說，該所與多家醫(yī)院組成的聯(lián)合團隊，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)出垂體腺瘤進襲性行為評估的深度學(xué)習(xí)模型，可無創(chuàng)進行垂體腺瘤進襲性行為的術(shù)前評估，為垂體腺瘤精準治療提供重要指導(dǎo)依據(jù)。

　　這項可幫醫(yī)生提前識別垂體腺瘤中的“難纏者”、助力精準個體化治療的重要研發(fā)進展，由中國科學(xué)院自動化研究所、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)院自動化研究所 供圖

　　研發(fā)團隊介紹說，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%的病例在病程進展中會表現(xiàn)出腫瘤侵襲性，難以通過手術(shù)完全切除，進而導(dǎo)致殘留腫瘤快速復(fù)發(fā)。20世紀提出的兩種分級通過評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，因此對臨床診療的指導(dǎo)價值有限。

　　2017年前后，世界衛(wèi)生組織與歐洲內(nèi)分泌學(xué)會提出“進襲性”垂體腺瘤的概念，更強調(diào)腫瘤的生物學(xué)行為。進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)、病理標志物異常及治療抵抗等。由于進襲性概念涵蓋維度廣泛，且目前缺乏公認的標準化評估工具，直接精準評估垂體腺瘤的進襲性水平面臨挑戰(zhàn)。當前多數(shù)相關(guān)研究難以實現(xiàn)對腫瘤進襲性的全面多維度評估，這導(dǎo)致臨床中難以精準識別具有高進襲性行為的垂體腺瘤并及時進行臨床關(guān)注，也難以制定更全面的個體化診療方案。

本項研究相關(guān)示意圖。中國科學(xué)院自動化研究所 供圖

　　在本項研究中，中國團隊首次提出基于侵襲特征的弱監(jiān)督標簽深度學(xué)習(xí)模型，結(jié)合磁共振成像對垂體腺瘤進襲性進行評估與識別，并通過多維度、多任務(wù)驗證系統(tǒng)考察了其效能。該模型在侵襲標簽的弱監(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體化評分。

　　結(jié)果顯示，模型評分與進襲性呈現(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)，還可輔助評估腫瘤復(fù)發(fā)等不良預(yù)后、病理標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)院多中心隊列中得到驗證，充分證實模型在復(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)用奠定堅實基礎(chǔ)。

　　同時，本項研究已將復(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，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襲性的智能評估結(jié)果，大大降低了人工智能技術(shù)的應(yīng)用門檻。

　　研發(fā)團隊透露，下一步將立足臨床診療實際需求，持續(xù)推進模型與平臺的迭代優(yōu)化，加速科研成果從實驗室走向臨床一線，助力提升垂體腺瘤臨床診治的精準化水平，切實惠及廣大患者。