基础医学论文_病理人工智能的三阶段学说

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基础医学论文_病理人工智能的三阶段学说

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文章摘要:近年来,病理切片数字化技术结合人工智能技术为病理学科打开了一扇新的大门。人工智能是指研究,开发用于模拟,延伸和扩展人的智能的理论,方法,技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能扩展了数字病理学的范畴,由最初的数字化过程进化成为数字化图像检测,分割,诊断和分析方法。目前,人工智能已用于探索基于病理图像的细胞学初筛,定量分析,组织病理诊断和判断预后等方面。1.病理人工智能的三阶段学说基于病理在癌症管理中的重要性及医学自身的发展规律,我们把基于数字病理图像识别的人工智能分为3个阶段:第一阶段即诊断和辅助诊断,明确诊断是肿瘤诊治的最核心环节,也是目前病理人工智能期待解决的热点和难点;第二阶段即精准医疗,肿瘤确诊之后,治疗方案的选择是重点,基于人工智能提取的病理特征有助于指导治疗方案的选择;第三个阶段即生命探索,肿瘤自然演进或药物诱导下的进化是肿瘤患者治疗失败的主要原因,病理人工智能有助于探索肿瘤进化史,为防治肿瘤提供建议。2.人工智能与基因组学基于数字病理的人工智能第3个阶段就是整合生物医学领域和病理形态学,利用计算机程序可视化和量化肿瘤异质性和肿瘤微环境,甚至识别导致肿瘤细胞增殖和转移的异常基因和信号通路等,力助研究肿瘤进化,筛选新的靶点,开发新的药物等,最终开发精准,有效的个体化治疗方案。人工智能通过病理信息探索肿瘤发生和肿瘤进化有助于推动医疗进步,反孵精准医疗。然而如何将病理特征和组学特征相融合值得思考。近年出现的空间转录组能够将病理H-E切片与RNA测序相对应,观察病理切片上的某一区域的基因表达情况,这是人工智能-病理-组学交叉融合的一个创新性尝试,有助于我们通过病理切片就能够知道肿瘤更多的信息。3.贯穿病理人工智能三阶段的镜子理论肿瘤的诊断不单单是诊断出是否存在肿瘤细胞,还要判断肿瘤细胞的分化程度,浸润程度,神经侵犯,癌栓,肿瘤间质比和肿瘤浸润淋巴细胞等肿瘤微环境中的信息。为了实现数字病理人工智能3个阶段的跨越式发展,我们提出了"镜像拓画"标注理论。本方法能够根据病理科医师,肿瘤科医师和科技人员的需求快速地产生高质量和高容量的数据库,助力人工智能研发高度准确性的诊断,预后和疗效预测辅助系统,降低病理人工智能研究的入门门槛,扩展了病理人工智能的应用范围,彻底改变了病理人工智能的生态环境。

文章关键词:

论文DOI:10.26914/c.cnkihy.2021.046020

论文分类号:R36;TP18