《自然》論文:深度學(xué)習(xí)人工智能模型可輔助術(shù)中進行快速腫瘤分類
中新網(wǎng)北京10月12日電 (記者 孫自法)國際著名學(xué)術(shù)期刊《自然》最新發(fā)表一篇醫(yī)學(xué)研究論文,研究人員報道了一種給中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)腫瘤快速分類的技術(shù),結(jié)合快速測序和深度學(xué)習(xí)人工智能(AI)模型,或能在不到90分鐘內(nèi)完成分子診斷。這項研究結(jié)果顯示出術(shù)中進行腫瘤分子診斷以輔助手術(shù)決策的潛在可行性。
該論文介紹,中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤的主要治療方式包括通過手術(shù)摘除腫瘤,這要求經(jīng)過謹慎考慮后,能在清除腫瘤組織的同時最大程度降低神經(jīng)系統(tǒng)損傷等并發(fā)癥的風(fēng)險。不過,目前的標(biāo)準(zhǔn)流程依賴術(shù)前成像和術(shù)中組織學(xué)分析,但這些方法有時無法給出最終結(jié)論,偶爾也不準(zhǔn)確。通過DNA測序獲得甲基化圖譜或揭示關(guān)于腫瘤起源和預(yù)后的信息,但一般要好幾天才能出結(jié)果。
為快速獲得DNA甲基化圖譜,從而實現(xiàn)術(shù)中診斷,論文共同通訊作者、荷蘭烏得勒支大學(xué)J.De Ridder和同事及合作者使用納米孔測序技術(shù),該技術(shù)速度更快,但產(chǎn)生數(shù)據(jù)覆蓋的遺傳位點不如傳統(tǒng)測序技術(shù)多,為在很少數(shù)據(jù)下實現(xiàn)中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤的分子分類,研究團隊開發(fā)出一款深度學(xué)習(xí)人工智能模型——名為“Sturgeon”的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具。
在用模擬數(shù)據(jù)對Sturgeon神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具進行訓(xùn)練和校準(zhǔn)后,論文作者用中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤樣本的數(shù)據(jù)對其進行測試,結(jié)果顯示,Sturgeon基于相當(dāng)于測序20-40分鐘的數(shù)據(jù)對50個樣本中的45個進行了正確分類。他們還在25次手術(shù)期間測試了Sturgeon的表現(xiàn),發(fā)現(xiàn)它能給72%的腫瘤(18/25)準(zhǔn)確分類,且給出診斷報告的時間不超過90分鐘。
論文作者總結(jié)認為,這項研究結(jié)果表明,基于快速測序的術(shù)中深度學(xué)習(xí)診斷或能輔助神經(jīng)手術(shù)決策并有望改善患者預(yù)后。(完)
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