这个AI模型能救命:阿里达摩院联合浙大推出全球首个胃癌影像筛查AI模型,提前半年发现胃癌病灶
来源:生物世界 2025-06-26 12:15
结果表明,GRAPE 模型在大规模胃癌筛查方面展现出强大的潜力,为早期检测提供了一种可行且有效的方法,获奖改变胃癌防控格局。
通过筛查进行早期检测,对于降低胃癌(GC)死亡率至关重要。然而,在大多数高发地区,由于资源有限、依从性低以及上消化道内镜筛查的检出率欠佳,大规模筛查仍面临挑战。因此,迫切需要更高效的胃癌筛查方案。
2025 年 6 月 24 日,阿里达摩院张灵及浙江省肿瘤医院程向东、徐志远、石磊、温州市平阳县人民医院苏缪广、宁波市奉化区人民医院裘邯军等人在国际顶尖医学期刊 Nature Medicine 上发表了题为:AI-based large-scale screening of gastric cancer from noncontrast CT imaging 的研究论文。
该研究开发了基于 AI 的大规模胃癌筛查模型——“GRAPE”,其利用平扫 CT 图像和 AI 实现大规模、高效的胃癌筛查。该研究显示,GRAPE 显著优于专业放射科医生,敏感性提高了 21.8%,特异性提高了 14.0%,尤其是在早期胃癌方面。
更重要的是,真实世界评估显示,在两家地区医院中,GRAPE 识别出高危人群的胃癌检出率分别为 24.5% 和 17.7%(远超传统筛查的 1.25%),且其中 23.2% 和 26.8% 的检出病例处于早期( T1/T2 期)。此外,GRAPE 还检测出了放射科医生最初遗漏的胃癌病例,使得能够在对其他疾病的随访中实现对胃癌的早期诊断。
这些结果表明,GRAPE 模型在大规模胃癌筛查方面展现出强大的潜力,为早期检测提供了一种可行且有效的方法,获奖改变胃癌防控格局。
胃癌早筛:一个全球难题
胃癌是全球范围内第五大常见癌症,也是第四大癌症死亡原因,其中,75% 的胃癌新增病例在亚洲,尤其是中国、日本、韩国。
有效的筛查对于降低胃癌死亡率至关重要,研究显示,早期可切除胃癌的 5 年生存率为超过 95%,而晚期胃癌的 5 年生存率则不到 30%。现行金标准胃镜检查虽然准确率高,但侵入性强、成本高、体验差,导致人群依从性低,难以大规模推广。目前,血清学检测是用于识别胃癌高危人群最常用的方法,然而,血清学筛查和风险分层后进行胃镜检查的胃癌检出率仅为 1.25%,与普通人群胃镜筛查的检出率(1.20%)相比,改善有限。
因此,迫切需要开发新的无创、低成本、高效且可靠的筛查技术,以识别胃癌高危人群。此类技术能够为高危人群优先安排胃镜检查,提高大规模筛查项目的成本效益,最终降低胃癌相关死亡率。
“GRAPE”登场:AI 赋能平扫 CT
阿里达摩院推出了一款名为“GRAPE”(GC risk assessment procedure with AI)的 AI 模型,使用非造影的平扫 CT 和 AI 来识别胃癌患者,其核心突破在于:
1、化“常规”为“神奇”: 无需特殊检查!它专门分析医院或体检中最常规的非造影平扫 CT 图像(通常用于查肺、查急腹症等)。
2、双管齐下:首先定位胃部,利用 AI 在 CT 图像中精准圈出胃部区域;然后识别病灶,通过分析胃部区域,同时完成肿瘤分割(画出病变范围) 和分类(判断是否癌变)。
3、洞察细微: 即使平扫 CT 分辨率有限,GRAPE 也能通过捕捉胃壁的细微增厚、粘膜纹理异样、周围脂肪间隙改变等蛛丝马迹,揪出早期癌变。
效果如何?数据说话
研究团队用近 10 万例真实世界数据进行了严格验证:
1、基础性能超强:
内部验证(2中心,1298例):准确率 97%(AUC=0.970)。
外部验证(16中心,18160例):准确率92.7%(AUC=0.927),证明强大泛化能力。
显著优于传统血液筛查(AUC仅0.757-0.79),媲美昂贵的液体活检。
2、碾压医生眼力:
在区分胃癌与非癌的测试中,GRAPE 的综合准确率明显高于 13 位不同资历的放射科医生(平均AUC:GRAPE 0.92 vs 医生0.76-0.85)。
优势在早期胃癌(T1/T2期)和中段胃癌上尤其巨大。医生容易漏诊的早期微小病变,AI能有效识别。
若医生借助 GRAPE 提示复查,诊断敏感性(不漏诊)提升 21.8%,特异性(不误诊)提升 14.0%。
3、真实世界“淘金”威力惊人:
研究回溯分析了 78593 份来自综合癌症中心和基层医院的常规平扫 CT(并非为胃癌筛查所做)。GRAPE 从中标记出约 10% 的受检者为“胃癌高危”。
对这些“高危”人群追踪验证结果震撼:
在两家基层医院(宁波市奉化区人民医院、温州市平阳县人民医院),高危人群中实际确诊胃癌的比例分别高达 24.5% 和 17.7%(对比传统筛查的 1.25% 是质的飞跃)。
确诊者中,23.2% 和 26.8% 是早期(T1/T2期),这意味着更多治愈机会。
在癌症中心,GRAPE 甚至在因其他疾病随访的患者的旧 CT 片中,提前 6 个月发现了当时医生未报告的胃癌病灶,为患者抢回宝贵时间。
意义重大:胃癌防控的新曙光
1、“机会性筛查”革命: GRAPE 让利用现有、海量的常规 CT 体检数据进行大规模胃癌筛查成为可能。无需额外设备、检查或造影剂,成本极低,可及性极高,尤其适合医疗资源不足地区。
2、提升胃镜效率: 作为“初筛过滤器”,它能精准锁定高危人群,大幅提高后续胃镜检查的阳性检出率,优化医疗资源配置。
3、挽救更多生命: 更高的早期胃癌检出率是降低死亡率的关键。GRAPE 展现出的早筛能力,给患者带来更大生存希望。
从“看见”到“预见”
GRAPE 的诞生,是 AI 赋能医学影像的又一里程碑。它巧妙地发现“沉睡”在常规体检 CT 中的胃癌信号,化“被动检查”为“主动筛查”。这项源自中国团队的创新技术,不仅有望大幅提升我国胃癌早诊早治水平,也为全球胃癌高发地区提供了一套极具潜力的普惠性筛查方案。当 AI 在纷繁复杂的影像中锁定那一处细微的异常,它点燃的,是无数生命的曙光。
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