人工智能在乳腺癌领域五大应用.doc

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1、人工智能在乳腺癌领域五大应用　　随着世界排名第一的棋手柯洁于2017年5月27日在中国乌镇围棋峰会上以0：3输给了谷歌开发的人工智能系统AlphaGo，人工智能（arTIficialintelligence）再次引起了人们的关注。人工智能是指由人工制造出来的系统所表现出来的智能。人工智能的研究是高度技术性和专业性的，各分支领域都非常深入且各不相通，因而涉及范围极广。在医学领域，人工智能也发挥了重要作用，尤其是在肿瘤诊断、抗癌药物研发等方面。而人工智能在乳腺癌的诊断和治疗等领域的应用情况如何？目前有哪些新的进展？

2、作为乳腺外科医师，笔者对近年来人工智能在乳腺癌领域的应用情况做了一次分类整理。　　一、人工智能与乳腺癌的影像诊断　　乳腺X线摄影、超声、MＲI等影像技术已经成为乳腺癌检出、分期、疗效评估以及随访的重要手段。20世纪80年代，计算机辅助诊断（computer-aided人工智能在乳腺癌领域五大应用　　随着世界排名第一的棋手柯洁于2017年5月27日在中国乌镇围棋峰会上以0：3输给了谷歌开发的人工智能系统AlphaGo，人工智能（arTIficialintelligence）再次引起了人们的关注。人工智能是指由人工

3、制造出来的系统所表现出来的智能。人工智能的研究是高度技术性和专业性的，各分支领域都非常深入且各不相通，因而涉及范围极广。在医学领域，人工智能也发挥了重要作用，尤其是在肿瘤诊断、抗癌药物研发等方面。而人工智能在乳腺癌的诊断和治疗等领域的应用情况如何？目前有哪些新的进展？作为乳腺外科医师，笔者对近年来人工智能在乳腺癌领域的应用情况做了一次分类整理。　　一、人工智能与乳腺癌的影像诊断　　乳腺X线摄影、超声、MＲI等影像技术已经成为乳腺癌检出、分期、疗效评估以及随访的重要手段。20世纪80年代，计算机辅助诊断（comp

4、uter-aideddiagnosis，CAD）技术随着计算机技术、数学算法和统计学的进步而在医学影像诊断方面有了快速发展。　　CAD是指通过影像学、医学图像处理技术以及其他手段，对病变的特征进行量化分析处理并做出判断，辅助影像科医师发现并分析病灶，避免因临床医师经验及知识水平等主观因素的局限性带来的失误，从而提高诊断的准确率和效率CAD系统的工作流程大体上分为：数据预处理-图像分割-特征提取、选择和分类-识别-结果输出等几个过程。　　　　根据算法功能和形式的类似性，机器学习一般包括支持向量机（supportv

5、ectormachine，SVM）、模糊逻辑（fuzzylogic）、人工神经网络（arTIficialneuralnetwork，ANN）、K最近邻算法（K-nearestneighborsalgorithm）和随机森林（randomforest）等不同类型的算法，各种算法具有不同的优势及局限性。　　1998年，美国Ｒ2公司开发的ImageChecker乳腺CAD系统通过美国FDA批准上市，成为最早投入临床应用的CAD系统。乳腺CAD目前被广泛应用在X线摄影对乳腺癌的筛查上，相关研究主要集中在提高钙化灶和肿块

6、检出的准确性方面，其中X线摄影对微钙化灶的检出率较高，而对肿块的检出率则会受到腺体密度的影响。　　意大利学者Parmeggiani等开发出了用于改进识别乳腺X线摄影结果的人工神经网络专家系统（arTIficialneuralnetwork-expertsystem，ANN-ES），该系统能辅助放射科专家获得更高的乳腺癌确诊率。2016年，美国休斯敦卫理公会医院StephenT.Wong和JennyC.Chang团队开发自然语言处理（naturallanguageprocessing，NLP）软件算法，该算法准确

7、获得了543例乳腺癌患者乳腺X线摄影的关键特征，并与乳腺癌亚型进行了关联，其诊断速度是普通医师的30倍且准确率高达99%。　　世界首台乳腺超声CAD设备B-CAD由加拿大Medipattern公司研制成功，并在2005年获得了FDA批准进入美国销售，其标准化的乳腺检查结果分级报告系统，增加了超声诊断的精确性，能辅助医师提高对乳腺癌的诊断率。Chabi等报道用于乳腺超声的CAD具有高度的敏感度，对于初级影像学医师提高对乳腺恶性肿瘤的诊断水平是有用的工具，但仍存在特异性较低的问题。近几年来，国内有高科技医疗器械公司

8、也在涉足智能乳腺超声系统并开发出了相应产品，其应用价值尚待市场考验。　　同样，CAD系统可以辅助乳腺MRI的视觉评估，并提供有用的附加信息。2003年，Comfirma公司推出了首款商用乳腺MRI-CAD软件CADstream，该软件是依据MRI增强扫描时，对病灶摄取对比剂的药代动力学参数进行分析，结合形态学参数，对病灶进行检出和定性，目前该软件仍广泛应用于MRI对乳腺癌的筛查。Btt