当人工智能遇上癌症
人工智能与癌症治疗
癌症的治疗方案往往较为复杂,根据患者所患癌症的种类、分期以及个体化差异往往需要给予不同的治疗方案。这些复杂的信息量交杂在一起,一般的肿瘤科医生要给出适合患者的个体化治疗方案颇具挑战。
此外,对于一些罕见亚型肿瘤疾病的患者来说,即便是资深的肿瘤科医生也未必能给出合适的治疗方案。人工智能的发展为这些难题提供了一种可行的解决方案。IBM沃森系统的一大核心功能正是基于患者的临床数据等来为患者提供不同的治疗方案选择,还会为每种方案标注可信程度,帮助医生找到最合适的治疗方案。
另外一种更具有普遍性的应用场景是临床决策支持系统(CDSS)。CDSS其实是一种早期的人工智能系统,通过将肿瘤临床指南中诊疗路径规则固化到系统里来为医生提供诊断与治疗决策支持。
不过,新一代的基于深度学习技术的人工智能让CDSS变得更加智能,通过对肿瘤患者临床大数据的学习,能够为医生提供更为准确的治疗方案。知名肿瘤大数据公司零氪在乌镇举行的第五届世界互联网大会上展出的Hubble人工智能辅助决策系统正是基于这样的逻辑而设计。
人工智能在癌症的放射治疗上也在发挥作用。通常的放射治疗流程首先需要医生在X射线/CT机的辅助下对需要照射的部位进行定位,接着在CT机的帮助下勾画靶区和危及器官,再在CT机上逐层勾画患者轮廓、治疗靶区和正常组织,而后给出肿瘤各靶区处方剂量、正常组织剂量限制等,最后由物理师计算出每个视野的最佳射束强度分布,使得实际在体内形成的剂量分布与医生的处方剂量接近。
在这个过程中,靶区的精准勾画以及剂量的精准计算是影响患者治疗质量的重要因素。好的放疗方案不仅能提升患者的疗效和生存时间,减少患者的放疗不良反应,还能直接降低患者后续的各项费用。
我国放射治疗需要的放疗医师和物理师处于严重短缺状态,其中短缺最严重的放疗医师培养周期平均超过10年,这导致了我国放疗手术开展受限,许多患者无法得到及时有效的治疗。而借助人工智能算法辅助,医师可以更为快捷地勾画出靶区、规划放射疗法和手术方案,评估模拟放射治疗或者手术方案的治疗效果,给治疗作参考。
提到人工智能与肿瘤诊断就不得不提手术机器人,此类人工智能技术在临床治疗上的应用越来越广泛,典型的案例就是达·芬奇手术机器人。
这款产自美国的产品由外科医生控制台、床旁机械臂系统、成像系统三个部分组成。通过计算机辅助控制,达·芬奇手术机器人能够帮助微创外科医生以更高的精度和更小的误差来进行手术,触及医生无法触及的地方,且达·芬奇手术机器人器械精细,尺寸以厘米计算,手术非常精准,创口小、出血少、患者恢复的时间也大大缩短。
达·芬奇手术机器人目前在甲状腺、妇科肿瘤等牵涉到敏感神经或者隐藏很深需要高精度手术操作的病种上有着广泛的应用。此外,手术定位导航机器人、穿刺机器人、电磁导航支气管镜机器人、肿瘤定向消融放疗机器人等各类用于手术治疗或辅助治疗的机器人,也在肿瘤治疗领域发挥着越来越重要的作用。
人工智能技术不仅在抗肿瘤药物研发、肿瘤诊断以及肿瘤治疗领域能发挥作用,也在肿瘤患者电子病历输入、肿瘤知识图谱构建、肿瘤患者管理等领域崭露头角,相信假以时日必将有成熟的应用进入市场。
技术发展不断地驱动产业的前进与患者福祉的提升,人工智能是最具产业发展前景的信息技术之一,肿瘤诊断与治疗也是最具产业发展前景的生物技术之一,当两种技术相遇、互相叠加、互为共鸣,必将让人类在战胜癌症之路上走得更快、更远。
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