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从不抽烟也会得肺癌!这项新技术提前发现潜在隐患

药明康德 药明康德 2023-09-23

▎药明康德内容团队编辑

肺癌是全球导致癌症死亡的首要因素,而且近年来在不吸烟的人群中肺癌发病率正在不断上升。如何在广泛人口中精准预测肺癌风险,提前关注和监控潜在肺癌隐患?


近日,美国麻省总医院和麻省理工学院(MIT)的研究人员发表论文,介绍了一种基于深度学习的人工智能模型,它只需要一次低剂量胸部CT扫描(LDCT),就能够有效预测患者未来6年的肺癌发病风险。这一工具能够帮助发现需要接受更多检测和监控的高风险人群,有望填补目前早筛策略遗漏太多病例的缺陷。



LDCT已经成为在吸烟人群中进行肺癌风险早筛的有力工具,此前的研究显示它能够将肺癌死亡风险降低20%-24%。指南建议50岁以上有吸烟史的患者每年接受一次LDCT检测。然而统计数据显示,大部分人没有遵从这一建议。以美国为例,少于10%的高风险人口每年接受一次LDCT检测。而且,近年来非吸烟人群的肺癌发病率持续上升。研究人员的目标是设计一种预测模型,能够根据尽量少的LDCT检测,预测吸烟和不吸烟人群的肺癌风险


这一名为“Sybil”的深度学习模型通过学习和分析患者肺部的LDCT图像数据,预测未来肺癌发病风险。它不需要患者的其它健康和医疗数据。研究人员利用三种不同的肺癌LDCT数据库对它的预测准确性进行了检验,包括美国全国肺部筛查试验(NLST)的超过6000名参与者,麻省总医院(MGH)的超过8800名参与者和长庚纪念医院(CGMH)超过1万名参与者。


这项回顾性研究使用曲线下面积(AUC)作为检验肺癌预测风险的准确性指标,AUC为1.0意味着预测完全准确。研究结果显示,Sybil在预测患者1年内肺癌风险方面的AUC在3个数据库中分别达到0.92(NLST),0.86(MGH)和0.94(CGMH)。在预测6年内肺癌风险方面,Sybil的AUC分别为0.75,0.81,和0.80。值得一提的是,长庚纪念医院的数据库包含了很多从未吸烟的患者。



▲Sybil预测患者肺癌发病风险的表现(图片来源:参考资料[1])


“肺癌发病率在从未吸烟或者戒烟多年的人群中持续上升,意味着有很多风险因子影响肺癌发病风险,其中有些目前未知。”研究的通讯作者,麻省总医院癌症中心的Lecia Sequist博士表示,“我们开发了一种工具,利用图像来探究患者的整体生物学,对癌症风险做出预测。”


下一步,Sequist博士和她的同事将启动前瞻性临床试验,在真实世界中检验Sybil并且评估这一预测模型能否辅助放射科医生的工作。这一程序的编码将对公众开放。


“在我们的研究中,Sybil能够从LDCT中发现人眼观察不到的风险因素。”Sequist博士说,“我们很兴奋能够继续检测这一模型,评估它能否帮助放射科医生做出诊断,为患者提供一条个体化筛查的道路。”




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参考资料:
[1] Mikhael et al., (2023). Sybil: A Validated Deep Learning Model to Predict Future Lung Cancer Risk From a Single Low-Dose Chest Computed Tomography. Journal of Clinical Oncology, DOI: 10.1200/JCO.22.01345
[2] As more never-smokers develop lung cancer, researchers test an AI model to predict patient risk. Retrieved January 23, 2023, from https://www.statnews.com/2023/01/23/lung-cancer-screening-artificial-intelligence/
[3] The seer: AI tool from MIT, Mass General predicts lung cancer risk in nonsmokers 6 years out. Retrieved January 23, 2023, from https://www.fiercebiotech.com/medtech/ai-tool-mit-mass-general-predicts-lung-cancer-risk-non-smokers-6-years-out
[4] Artificial intelligence tool developed to predict risk of lung cancer. Retrieved January 23, 2023, from https://www.eurekalert.org/news-releases/976340


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