近日，荷兰研究人员在英国《自然》杂志上发表论文说，他们开发出一款人工智能系统，可帮助医生在手术中判断脑肿瘤的具体分类，进而做出诊断决策。
一旦手术刀触及脑肿瘤边缘，外科医生们就面临痛苦的抉择：是切除一些健康的脑组织以确保整个肿瘤被清除，还是与健康的脑组织保持一定距离但可能留下一些具有威胁性的细胞。
现在，荷兰科学家称，利用人工智能（AI）技术让外科医生了解肿瘤，有助于他们作出决断。
人工智能“斯特金系统”
脑肿瘤等中枢神经系统肿瘤是最致命的癌症类型之一，主要治疗方式包括神经外科手术切除。医生在术中要最大程度切除病灶，同时尽可能控制神经损伤。目前医生常借助术前影像学和术中组织学分析了解肿瘤类型，但有时难以做出准确判断。
荷兰乌得勒支大学医学中心等机构的研究人员介绍说，他们利用人工智能技术开发出的“斯特金系统”，可结合纳米孔DNA测序技术，在相对较短时间内判断肿瘤类型。在对50个先前采集的肿瘤样本进行分析后，该系统在40分钟内对其中45个样本做出了正确诊断。研究人员说，这表明基于低成本测序技术的人工智能工具可帮助医生在术中更好地做出诊断决策。这项研究的带头人之一、荷兰乌得勒支大学医学中心分子医学中心副教授杰伦·德里德博士说：“进行手术时必须知道肿瘤的亚型。我们现在的独到之处在于，能在手术过程中进行这种精细、可靠、详细的诊断。”后来，该系统在25台活体脑部手术（手术对象大部分是儿童）中接受了测试。这些手术同时也采用了显微镜下研究肿瘤样本的标准方法。在新方法作出的诊断中，有18例是正确的。而在另外7例中，新方法给出的诊断结果未能达到所需的置信度阈值。研究报告称，该系统在不到90分钟的时间内就作出了诊断，这足以为医生在手术过程中提供决策信息。据报道，目前，医生除了在显微镜下研究脑瘤样本外，还可以将样本送去接受更彻底的基因测序。
一些肿瘤仍难以诊断
但并非所有医院都能用上这种基因测序技术。美国约翰斯·霍普金斯医疗中心小儿神经外科主任、癌症专家艾伦·科恩博士说，即使对那些能用上这种技术的医院来说，也需要等上数周才能收到测序结果。科恩说：“我们不得不在不知道病症为何的情况下开始治疗。”
新诊断方法采用了更快的基因测序技术，且只对一小部分细胞基因组进行测序，这样就能在外科医生开始在肿瘤边缘进行手术前得到诊断结果。德里德说，这个模型足够强大，能利用零星的基因数据进行诊断，就像一个人只靠图像中的一个未知部分来识别整个图像一样。德里德说：“它（这套深度学习系统）自己就能弄清它在研究什么，并进行可靠的分类。”但有一些肿瘤仍难以诊断。手术期间采集的样本只有一粒玉米那么大，如果样本还包含一些健康的脑组织，这套深度学习系统可能很难找出足够多的肿瘤特异性标志物。据报道，研究报告的合著者、乌得勒支大学医学中心生物信息学专家马克·帕格斯-加莱戈说，为了解决这个问题，在这项研究中，医生们请求病理学家在显微镜下研究样本，标记出肿瘤最多的样本以供测序。来自同一患者的肿瘤细胞的内部情况也可能存在差异。这意味着，正在接受测序的那一小部分样本或许并不能代表整个肿瘤。一些不那么常见的肿瘤可能与以前被归类过的肿瘤并没有对应关系。有些肿瘤类型则比其他类型更容易归类。研究报告的作者们表示，其他医疗中心已开始用这种新方法来分析手术样本。这说明，该方法在其他人手中也能发挥作用。但英国伦敦大学学院神经病理学教授塞巴斯蒂安·布兰德纳说，对肿瘤细胞进行测序和归类通常还需要生物信息学方面的大量知识，以及能够胜任该系统的运行、故障排除和修复工作的员工。
小结
人工智能技术在近年来的飞速发展使得医学专家系统、人工神经网络等在医学领域的开发与应用成为现实，并且取得了很大的突破。
