
-
生物通官微
陪你抓住生命科技
跳动的脉搏
综述:人工智能在不同评估技术中用于骨肉瘤检测、分类和预测的系统评价
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月27日 来源:Intelligence-Based Medicine CS5.0
编辑推荐:
这篇综述系统评价了人工智能(AI)在骨肉瘤(OS)诊疗中的应用进展,重点探讨了机器学习(ML)和深度学习(DL)如何通过整合影像学、基因组学和临床数据提升早期诊断、预后预测及个体化治疗策略的精准性,同时指出数据异质性和模型泛化性等现实挑战。
骨肉瘤(OS)作为最常见的原发性骨恶性肿瘤,好发于0-19岁人群,其早期诊断对提高生存率至关重要。近年来,人工智能(AI)技术尤其是机器学习(ML)和深度学习(DL)通过分析多模态数据(如MRI、CT、基因表达谱),显著提升了OS的检测、分类和预后评估效率。本文系统回顾了AI与传统诊断技术的协同作用,涵盖8129篇文献筛选后的78项研究,揭示了AI在优化诊疗流程中的潜力与局限。
OS起源于间充质细胞,年发病率约5.0例/百万青少年。其高异质性和易转移性导致治疗难度大,5年生存率仅60-65%,转移后骤降至27%。传统诊断依赖活检和影像学,但存在侵入性高、耗时长等问题。AI通过整合影像组学、转录组学和临床特征,可识别CEP55、VWF等关键生物标志物,并构建预测模型(如ResNet50、CNN)实现自动化分析。例如,基于MRI的BA-GCA Net模型分割精度达DSC 0.927,而XGBoost在生存预测中AUC高达0.977。
研究检索截至2024年4月,通过RAYYAN.ai筛选文献,采用Cochrane和QUIPS工具评估偏倚风险。最终纳入78项研究,涵盖诊断(23项)、预后(25项)和影像分析(20项),其中48项聚焦临床转化。
诊断:AI模型在MRI分析中表现突出,如ResNet50准确率达95%,SepUNet在速度与精度间取得平衡。基因层面,WGCNA和SVM筛选出CEP55等靶点,与JAK2/STAT3通路激活相关。
分类:MSRN对CT图像的DSC为89.22%,优于U-Net;WSIs系统结合区块链技术实现99.3%分类准确率。
预后:铜死亡相关评分模型(WGCNA构建)可预测化疗耐药,而XGBoost模型在淋巴结转移预测中AUC达0.874。外部验证显示,四甲基化lncRNA特征(Lasso回归筛选)是独立预后因子。
AI通过多模态数据融合推动OS精准诊疗,但面临数据标准化不足、模型泛化性差等挑战。未来需加强跨学科合作,推动临床转化验证。例如,SQLE抑制剂通过调控细胞迁移成为潜在治疗靶点,而STAT5A低表达提示不良预后。研究强调,结合影像组学与免疫特征(如PD-1/PD-L1)可优化个体化方案,但需解决算法透明度与伦理问题。
生物通微信公众号
知名企业招聘