人工智能辅助轮廓勾画研究表明癌症患者有望获益

一项涉及23个国家的研究证实，在癌症治疗过程中一个关键且往往耗时的步骤（勾画危及器官的轮廓）中，人工智能的应用具有安全性和临床效益。通过将来自中低收入国家的独特数据添加到日益增长的科学证据中，IAEA的一个协调研究项目“电子学习干预促进放射治疗人工智能辅助轮廓勾画技能的潜力”（ELAISA研究）揭示了这项技术如何能提升全世界放射治疗的可及性。

这种对肿瘤和邻近健康组织（危及器官）进行轮廓勾画的技术，对于安全、有效和优化利用放射疗法治疗癌症至关重要。然而，不同观察者之间勾画轮廓方式的差异（观察者间差异）可能会影响放射治疗规划的准确性和一致性。先前的研究已表明，教师指导的辅导讲习班可以减少这种观察者间差异。

尽管近半数癌症患者在某个节点需要接受放射治疗，但这种治疗类型在全球范围内仍未得到充分利用，部分原因在于缺乏足够多经过临床培训的专业人员。IAEA牵头的柳叶刀肿瘤学放射治疗和诊疗委员会表明，到2050年， 仅为了满足全球3520万新增癌症病例的需求，就需要超过8.4万名放射肿瘤医师。“这个数字意味着相较于2022年，放射肿瘤医师人数需增加60%以上，”IAEA人体健康司司长兼该委员会共同负责人马伊・阿卜杜勒-瓦哈卜表示。“随着癌症病例增多和治疗复杂性提升，放射肿瘤医师将不得不把本已有限的精力更多地投入到勾画癌变组织和周边健康组织的轮廓上。”

人工智能助力头颈癌治疗研究

为应对辐射肿瘤学领域的这些挑战，IAEA研究了人工智能如何能协助中低收入国家进行头颈癌轮廓勾画工作。

虽然基于人工智能的算法在自动勾画结构（自动分割）方面显示出巨大潜力，但这主要是在回顾性研究中观察到。直到最近，在中低收入国家范围内以及就观察者间差异而言，人工智能的实际临床效益在很大程度上仍有待研究。

“运用人工智能辅助勾画轮廓，可以成为提升放射肿瘤医师效率的重要工具，”阿卜杜勒-瓦哈卜指出。

来自22个国家的放射肿瘤医师参与研究

来自22个国家不同放射治疗中心的近100名放射肿瘤医师参与了IAEA的这项研究：阿尔巴尼亚、阿根廷、阿塞拜疆、孟加拉国、白罗斯、哥斯达黎加、格鲁吉亚、印度、印度尼西亚、约旦、哈萨克斯坦、肯尼亚、吉尔吉斯斯坦、马来西亚、摩尔多瓦、蒙古、尼泊尔、北马其顿、巴基斯坦、苏丹、突尼斯和乌干达；而丹麦 Aarhus大学医院则为研究提供了总计16例头颈癌病例。

在研究中，放射肿瘤医师被随机分为两组：一组借助人工智能勾画危及器官，另一组采用人工方法。在参加IAEA举办的关于人工智能辅助轮廓勾画的在线讲习班后，两组继续进行病例勾画，首先是采用原始方法，随后全部使用人工智能。六个月后还开展了使用人工智能的最终轮次勾画作为跟踪随访。

人工智能辅助勾画提升质量

IAEA协调研究项目的结果表明，人工智能辅助不仅通过大幅减少观察者间差异提高了勾画质量，而且缩短了勾画时间 — 即使没有事先指导也是如此。虽然指导仅提高了两个危及器官的勾画质量，但它确实放大了人工智能辅助勾画的省时效应。随着时间的推移，这一现象也可以在该研究对教员指导讲习班的短期和长期跟踪中看到。

“ELAISA研究表明，教学与人工智能辅助轮廓勾画相结合是缩短勾画时间的最有效策略，”奥胡斯大学临床教授、该研究的主要研究人员之一Jesper Grau Eriksen解释道。“如果应用得当，人工智能辅助轮廓勾画工具的安全实施可以节省资源，使更多的放射肿瘤医师，特别是在中低收入国家工作的放射肿瘤医师，能够治疗更多的患者。”

这项研究的结果已发表在《全球肿瘤学杂志》上，并已在欧洲放射治疗和肿瘤学学会年度会议上进行了展示。

摘译自IAEA网站