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述評｜劉景豐：人工智能在原發(fā)性肝癌外科治療中的應(yīng)用現(xiàn)狀與展望

述評｜劉景豐：人工智能在原發(fā)性肝癌外科治療中的應(yīng)用現(xiàn)狀與展望
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述評｜劉景豐：人工智能在原發(fā)性肝癌外科治療中的應(yīng)用現(xiàn)狀與展望
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原發(fā)性肝癌(肝癌)是最常見和最致命的惡性腫瘤之一,年新發(fā)病例數(shù)排名惡性腫瘤第6位,年致死病例數(shù)位居惡性腫瘤第3位[1] 。 手術(shù)切除等外科治療手段是肝癌最主要的根治性手段,然而其術(shù)后5年生存率仍僅為40%~60%,70%的患者在術(shù)后5年內(nèi)復(fù)發(fā)[2] 。 近年來,以機器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)為代表的人工智能技術(shù)在肺癌、結(jié)直腸癌、乳腺癌、前列腺癌等多種疾病研究領(lǐng)域展現(xiàn)出較好的應(yīng)用前景,已成為提高臨床診治水平和服務(wù)能力的重要支撐[3] 。 目前,研究人員應(yīng)用人工智能技術(shù)在原發(fā)性肝癌決策制訂、術(shù)前評估、手術(shù)實施、術(shù)后輔助治療及預(yù)后預(yù)測等領(lǐng)域進行了廣泛探索,本研究對人工智能在原發(fā)性肝癌外科治療的應(yīng)用作一綜述 。
1人工智能在肝癌治療決策中的應(yīng)用
原發(fā)性肝癌具有發(fā)病隱匿、進展迅速等特點,約70%的患者診斷時為中晚期肝癌,常合并大血管侵犯、遠處轉(zhuǎn)移等復(fù)雜病情[4] 。 同時,肝癌患者多數(shù)具有肝硬化背景,往往具有肝功能不全、門靜脈高壓等特殊情況 。 此外,隨著肝癌治療手段不斷涌現(xiàn),開展多學(xué)科診治,選擇個性化治療方案成為肝癌治療的第一步,也是影響患者預(yù)后的關(guān)鍵一步 。 但目前原發(fā)性肝癌治療水平參差不齊,不同中心掌握的治療手段各有局限,制訂規(guī)范化、個性化治療決策是提升肝癌遠期預(yù)后的關(guān)鍵之一 。
Choi等[5]收集1021例肝癌患者的治療前參數(shù)、初次治療措施及預(yù)后狀態(tài)等指標(biāo),通過隨機森林模型構(gòu)建了肝癌臨床決策治療系統(tǒng),該系統(tǒng)可為初診為原發(fā)性肝癌的患者推薦最佳治療措施并對該方案所對應(yīng)的預(yù)后情況進行預(yù)測 。 Liu等[6]收集射頻消融或肝切除術(shù)治療的單發(fā)小肝癌患者超聲造影圖像,提取其影像組學(xué)特征并結(jié)合臨床指標(biāo)構(gòu)建2年無進展生存期預(yù)測模型,結(jié)果發(fā)現(xiàn),部分患者如果調(diào)整治療策略后有望進一步改善預(yù)后,這提示影像組學(xué)模型可為早期肝癌患者治療決策提供參考 。 Fu等[7]提取患者臨床資料、影像學(xué)特征及影像組學(xué)特征,并構(gòu)建列線圖模型用于預(yù)測患者行肝切除術(shù)或經(jīng)導(dǎo)管動脈化療栓塞術(shù)后無進展生存期,該模型準(zhǔn)確性高于ITA.LI.CA和CLIP等傳統(tǒng)分期模型,可為患者個性化治療決策提供參考 。
2人工智能在肝癌術(shù)前評估中的應(yīng)用
術(shù)前精準(zhǔn)評估是肝切除術(shù)成功實施的關(guān)鍵,也是精準(zhǔn)肝臟外科的要求 。 為保證手術(shù)的安全性與徹底性,臨床醫(yī)生需要精準(zhǔn)地了解腫瘤大小、位置、腫瘤與周圍血管的關(guān)系、殘肝體積、肝功能情況等細節(jié) 。 近年來,隨著人工智能在影像學(xué)領(lǐng)域的進展,越來越多的術(shù)前評估研究正推動精準(zhǔn)肝臟外科進一步發(fā)展 。
近年來,隨著醫(yī)學(xué)影像學(xué)、計算機和人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展,三維可視化技術(shù)由于其良好的立體解剖和細節(jié)顯示特點,在肝癌術(shù)前評估領(lǐng)域獲得廣泛認可 。 一項國內(nèi)多中心回顧性研究[8]對1665例復(fù)雜性肝癌三維可視化結(jié)果進行分析,結(jié)果顯示：三維可視化技術(shù)一方面可準(zhǔn)確定位腫瘤部位與形態(tài)、清楚顯示肝內(nèi)血管變異,另一方面可實施虛擬肝切除并計算殘肝體積,為手術(shù)安全開展提供精準(zhǔn)指導(dǎo) 。 目前,中華醫(yī)學(xué)會數(shù)字醫(yī)學(xué)分會等已發(fā)布《復(fù)雜性肝臟腫瘤三維可視化精準(zhǔn)診治指南(2019版)》[9],進一步促進三維可視化技術(shù)在肝切除術(shù)前評估中規(guī)范應(yīng)用 。
此外,由于我國多數(shù)肝癌患者具有肝硬化背景,術(shù)前評估不僅需了解殘肝體積,還需對肝功能情況進行準(zhǔn)確評估,以減少術(shù)后肝衰竭等并發(fā)癥,提升手術(shù)安全性 。 目前臨床多采用Child-Pugh評分與吲哚菁綠15min滯留率進行肝功能評估 。 近年來,也有諸多新技術(shù)應(yīng)用于肝功能評估領(lǐng)域 。 Xie等[10]發(fā)現(xiàn)肝癌術(shù)前行二維剪切波彈性成像有助于區(qū)分肝纖維化程度,并且發(fā)現(xiàn)距離腫瘤邊界2~5cm測定時準(zhǔn)確度最高 。 Lee等[11]應(yīng)用深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法與超聲檢查相結(jié)合,結(jié)果發(fā)現(xiàn)該模型在內(nèi)部和外部驗證集預(yù)測肝硬化的曲線下面積達0.901和0.857 。 Wang等[12]通過多中心慢性乙型肝炎患者的超聲彈性成像和穿刺病理結(jié)果開發(fā)了深度學(xué)習(xí)模型用于預(yù)測肝纖維化程度,其預(yù)測準(zhǔn)確度顯著高于臨床常規(guī)方法 。