综述:人工智能:重新定义前列腺癌诊断的未来

【字体: 时间:2025年05月08日 来源:Diagnostic Histopathology CS1.3

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  本文聚焦前列腺癌(PCa),阐述人工智能(AI)在其诊断领域的变革性作用。AI 能改善诊断精度、减少观察者差异、优化工作流程,涵盖放射学、病理学等多领域,为 PCa 诊疗带来新突破,极具阅读价值。

  

引言


前列腺癌(PCa)是全球常见癌症之一,每年新增超 100 万例 。其发病率高,但死亡率相对较低。不过,PCa 具有高度异质性,在形态和基因层面表现多样,这给诊断和治疗带来巨大挑战。临床医生难以区分惰性和侵袭性 PCa,且现有生物标志物和传统诊断方法存在局限,如血清标志物、多参数磁共振成像(mpMRI)、前列腺活检组织病理学评估等。而人工智能(AI)的发展为 PCa 诊断带来了新希望,改善了放射学和病理学诊断流程。下面将详细介绍 AI 在 PCa 诊断中的应用。

AI 和 MRI


mpMRI 在 PCa 诊疗中至关重要,多数临床指南建议在前列腺活检(PB)前进行 MRI 检查。放射科医生通常遵循前列腺影像报告和数据系统(PI-RADS)标准进行诊断,经验丰富的医生使用该标准时诊断较为可靠。如今,AI 模型已融入 MRI 报告解读。研究显示,AI 集成系统在识别具有临床意义的 PCa 方面优于单纯使用 PI-RADS 标准的放射科医生,同时还能降低假阳性率。这意味着 AI 可以更精准地发现 PCa,减少不必要的活检,提高诊断效率和准确性。

AI 和外科病理学


随着全球老龄化加剧以及人们对 PCa 的关注度上升,前列腺活检数量大幅增加。前列腺活检标本是外科病理学日常工作的重要部分,大量的穿刺活检使得 PB 工作负担极重。目前对于 PCa 标本的处理和报告有相关指南和建议(如国际泌尿病理学会提出的标准),但面对日益增长的工作量,传统人工诊断面临挑战。AI 算法在病理学中发挥了重要作用,它能够精确识别 Gleason 模式、神经周围浸润等诊断特征,优化肿瘤分级。此外,AI 还可作为二次阅片系统,减轻病理医生工作负担,助力其给出更一致、高质量的诊断结果。

AI 和 PCa 的免疫组化(IHC)


免疫组化在前列腺组织评估中应用广泛,例如 Ki-67 染色是预测 PCa 患者肿瘤特异性生存率的重要指标 。然而,准确分析 Ki-67 核染色需要评估 200 - 500 个肿瘤细胞,人工操作难度较大。AI 为此提供了有效解决方案。一个国际研究小组对 12475 例 PCa 病例进行测试,借助 AI 进行染色评估,显著提高了评估的准确性。此外,像虚拟多重检测等 AI 工具,可在不破坏组织形态完整性的前提下同时分析多种生物标志物,推动了 IHC 技术的发展,有助于更全面地了解 PCa 的生物学特性,为临床治疗决策提供更有力的依据。

AI 和基因组学 / 蛋白质组学


借助新技术,PCa 诊疗可从遗传学和 AI 等多方面入手。多年来,研究人员一直致力于寻找能预测患者预后和治疗反应的生物标志物。质谱技术有助于识别和鉴定蛋白质及多肽,而 AI 在根据病理学对蛋白质进行分类方面发挥关键作用。通过 AI 与质谱技术结合,能够更高效地筛选新型生物标志物,为 PCa 提供无创诊断方法和个性化治疗策略。这有望打破传统诊断和治疗的局限性,实现对 PCa 更精准的诊疗。

结论


AI 在 PCa 的诊断、管理和预后判断中具有变革性意义,有效应对了 PCa 诊疗过程中的诸多难题。在放射学领域,AI 解读 mpMRI 的能力优于传统 PI-RADS 系统,能更精准地检测 PCa 并减少误诊;在病理学、免疫组化和基因组学等方面,AI 也展现出独特优势,提高了诊断精度、减轻了工作负担,为 PCa 诊疗的标准化和优化带来新途径。虽然 AI 不能取代临床医生,但作为辅助工具,其与标准化、多样化数据集及临床工作流程的融合,将推动 PCa 诊疗向更精准、高效的方向发展,最终改善患者预后。

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