沈坤煒,曹 健,李宏為
(1.上海交通大學醫(yī)學院附屬瑞金醫(yī)院外科 乳腺疾病診治中心,上海 200025;2.上海交通大學計算機科學與工程系,上海 200240)
乳腺癌是女性最常見的惡性腫瘤,早期診斷和輔助治療可顯著降低死亡率。但在我國,乳腺癌死亡率并未顯著降低,可能與乳腺癌早期診斷率低、規(guī)范化綜合治療欠缺和地區(qū)差異大等相關。結合我國具體國情,亟需在目前乳腺癌診治水平的基礎上,利用各種先進信息技術,提高乳腺癌早期診斷率、促進綜合治療的規(guī)范化并縮小地區(qū)差異,來進一步提升乳腺癌的診治水平,提高乳腺癌治愈率。
近年來,以云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等為代表的新一代信息技術正迅猛發(fā)展。云計算使各機構不需構建自己的IT設施而采用按需付費的方式,使用由云服務商集中提供的IT資源。在此基礎上,各行業(yè)包括醫(yī)療行業(yè),可采用云服務的模式,通過互聯(lián)網(wǎng)推廣和普及業(yè)務。大數(shù)據(jù)則大大提升各行業(yè)對業(yè)務認識的廣度、深度和精度。通過對大數(shù)據(jù)的融合和分析,挖掘并發(fā)現(xiàn)潛在的知識。以深度學習技術為代表的新一代人工智能,則在不少領域已達到甚至超過專家水平,引起許多行業(yè)工作崗位的重組。可見,這些信息技術絕不是僅僅為各行業(yè)提供有效的工具,其也正深刻地改變行業(yè)的內在運行模式。
云計算、大數(shù)據(jù)和人工智能也正在改變醫(yī)療行業(yè)的模式。近年來,這些信息技術在疾病預防、診斷、治療、康復、醫(yī)學研究和運營管理等環(huán)節(jié)中的創(chuàng)新應用層出不窮。乳腺癌這一專科領域,也正受到深遠影響。在預防方面,許多機構利用大數(shù)據(jù)和人工智能開發(fā)出乳腺癌風險評估的模型,為更好地開展乳腺癌預防和篩查提供有效工具。在診斷方面,利用人工智能讀片進行乳腺癌影像診斷以及病理診斷已取得成功,并被實施部署。在手術環(huán)節(jié),人工智能可輔助臨床手術。如在乳房再造時進行虛擬顯示,可指導假體的準確選擇,提高病人術后的外形滿意率。在治療方案推薦方面,利用專家知識和大數(shù)據(jù)開發(fā)出的治療決策支持系統(tǒng)正被引入臨床應用。此外,大數(shù)據(jù)分析和人工智能已被廣大科研工作者應用于乳腺癌多基因組學數(shù)據(jù)分析、發(fā)病機制研究和治療效果評估。在乳腺癌病人的住院支持、全程管理等過程中,人工智能也開始發(fā)揮作用,縮小診療水平的地區(qū)差異,改善乳腺癌綜合治療效果。云計算進一步使上述各個應用轉化為云服務,從而通過互聯(lián)網(wǎng)普惠更多的病人。
雖然新一代信息技術在乳腺癌的診治過程中,正發(fā)揮越來越顯著的作用,但其應用仍處于較淺層次,并在現(xiàn)實中面臨一系列挑戰(zhàn)。如各醫(yī)療機構乳腺癌病人數(shù)據(jù)缺乏有效的共享機制,數(shù)據(jù)的質量參差不齊等影響大數(shù)據(jù)分析的開展,而高質量樣本標記的缺乏使許多人工智能模型無法得到有效的訓練。同時,這些技術在許多場景下的效果還難以穩(wěn)定地達到頂尖專家的水平,影響實際應用。另外,這些技術的逐步應用也會進一步引發(fā)對病人隱私保護、信息技術是否可信和安全的關注。
為了進一步推動信息技術在乳腺癌診治中的應用,迫切需要構建大規(guī)模、高質量的乳腺癌共享數(shù)據(jù)云平臺,并提供高質量的標注和專家診治數(shù)據(jù),為開發(fā)新的算法和應用提供數(shù)據(jù)基礎。此外,在大數(shù)據(jù)分析和人工智能模型方面,需研究如何利用多元異構的數(shù)據(jù)進一步提高診斷效果,探索將來自論文、報告、病例等的多源知識進行融合,以提供個性化治療方案的決策模型。針對乳腺癌治療方法多、周期長的特點,針對各個環(huán)節(jié)研發(fā)新的IT工具也具有迫切的需求。這些算法、模型和工具與云計算的深入結合,將進一步推動乳腺癌診治模式的變革,從而改善乳腺癌病人的預后。