综述:当前人工智能技术在癌症诊断和治疗中的应用

【字体: 时间:2025年06月03日 来源:Molecular Cancer 27.7

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  这篇综述系统探讨了人工智能(AI)在癌症诊疗中的革命性作用,涵盖影像诊断(CT/MRI/PET)、液体活检(ctDNA/CTC)、基因组学分析和治疗优化(CDSS/AlphaFold)等领域,强调AI通过深度学习(DL)和机器学习(ML)推动精准肿瘤学(Precision Oncology)发展,同时指出数据标准化和临床验证等挑战。

  

引言

癌症作为全球第二大死因,其复杂性要求创新诊疗手段。人工智能(AI)通过机器学习(ML)和深度学习(DL)技术,正重塑癌症诊疗全流程,从早期筛查到个性化治疗。

AI在癌症诊断中的应用

影像诊断
AI在CT、MRI和PET等影像分析中表现卓越。例如,Prov-GigaPath模型通过分析全切片病理图像(WSI),在26项任务中达到顶尖水平,但需应对数据偏差问题。Google DeepMind的CNN模型在乳腺癌筛查中降低假阴性率9.4%。

液体活检与基因组学
AI驱动液体活检技术检测循环肿瘤DNA(ctDNA)和循环肿瘤细胞(CTC),如GRAIL的Galleri测试对50种癌症的检测特异性达99.5%。多组学整合(如mRNA/miRNA)通过DL模型(如DeepVariant)提升分子分型精度。

AI在治疗优化中的突破

药物研发
AlphaFold2预测蛋白质结构加速靶点发现,而生成对抗网络(GAN)如MolGPT能在数周内设计新型抑制剂。IBM Watson(WFO)与临床指南的吻合率达73%,但存在人群覆盖偏差。

放射治疗与手术机器人
AI辅助的在线自适应放疗(如Ethos系统)通过实时调整剂量提升疗效。达芬奇手术机器人结合增强现实(AR)技术,将肺癌手术精度提高30%。

挑战与未来方向

数据隐私、算法透明度和多中心验证是主要瓶颈。联邦学习和量子计算或将成为下一代AI技术的核心,而合成生物学有望开启全新治疗范式。

(注:以上内容严格基于原文缩编,未新增观点或数据)

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