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Nature子刊:150秒内!人工智能术中快准狠诊断脑部肿瘤

2020-01-12

术中快速冰冻的运用很大程度上改进了术中决议计划,进步了手术成功率,但与术后病理比较,依然存在必定的差异。准确的安排病理学确诊关于供给最佳的脑瘤手术医治至关重要。术中决议计划和手术方针因肿瘤病理而异,而现有的术中安排学查看办法耗时、吃力,且受人工要素影响,约束了病理剖析。关于临床医师来说,寻觅精准而快速的术中确诊办法是燃眉之急。

近来,纽约大学朗格尼医学中心刊登在Nature medicine的一篇文章给临床医师以新的曙光:研讨人员发现了一种快速而又准确的术中确诊办法:人工智能联合光学成像可在150秒内快速进行脑部肿瘤的确诊,且准确率高达94.6%,精准率超越术后病理确诊!


这项新技能是由受激拉曼安排学联合无标签光学成像和深度卷积神经网络进行的,而SRH是在受激拉曼散射显微镜的基础进步行的,该显微镜开发于2008年,可快速、精准勘探脑瘤安排,然后协助外科医师愈加安全、有效地施行切除手术。

这一新式成像技能是一种无符号技能,不需要引进染料、荧光分子或荧光蛋白等符号物,能够直接勘探样品自身的光谱信号。它运用脂质、蛋白质和核酸的固有振荡特性来发生图画对比度,提醒了术后病理难以可视化的确诊显微镜特征和安排学发现,一起消除了冰冻或涂片安排制剂中固有的伪影。

在本次研讨中,密歇根大学的研讨人员运用的受激拉曼散射显微镜是经过改进的临床版别。

为了构建研讨中运用的人工智能东西,研讨人员联合运用了无标签光学成像和深度卷积神经网络,该网络包含来自415名患者的10万多份样本,可将安排分为13个安排学类别,代表最常见的脑肿瘤,包含恶性胶质瘤、淋巴瘤、转移性肿瘤和脑膜瘤。


新技能的确诊流程

为了进一步验证CNN的准确性,研讨人员招募了278名承受脑肿瘤切除或癫痫手术的患者,别离在三个大学医学中心进行前瞻性临床试验。对这些患者的脑肿瘤标本进行活检,术中进行标本别离,并随机分配到对照组或实验组,实验组选用新技能进行确诊,在术中进行,从图画收集、处理到经过CNN进行确诊猜测。而对照组则选用惯例安排病理学办法进行确诊。终究在250万张图画进步行了新技能的练习运用,成果发现,两者的确诊成果竟根本无异。

根据安排病理的确诊准确率为93.9%,而根据AI的确诊准确率为94.6%!

该新系统的施行,是NYU Langone将人工智能整合光临床实践中以改进癌症确诊的质的打破。SRH是全面的神经外科成像技能套件的前沿技能,可与术中MRI和荧光引导手术协同作业,为国际神经外科医师供给高分辨率的准确术中辅导,进步肿瘤切除率与安全性。信任假以时日,该技能将谋福于更多的癌症患者。

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