综述:人工智能在肝癌管理中的现状与展望

【字体: 时间:2025年07月03日 来源:Intelligent Oncology

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  这篇综述系统阐述了人工智能(AI)技术在肝癌筛查、诊断(如AFP、CT、MRI)、分型(HCC/iCCA)、治疗决策(TACE、肝移植)及预后预测中的前沿应用,重点探讨了机器学习(ML)、深度学习(DL)和卷积神经网络(CNN)等算法的临床价值,同时指出数据标准化、模型可解释性和伦理问题等挑战,为未来AI驱动精准肝癌诊疗提供了重要见解。

  

引言

肝癌是全球致死率最高的恶性肿瘤之一,年死亡病例超70万例,其中肝细胞癌(HCC)占原发性肝癌的80%以上。尽管诊疗技术不断进步,患者生存率仍不理想。人工智能(AI)通过模拟人类认知功能,结合多维数据库和算法革新,为肝癌管理带来突破性机遇。

AI驱动的肝癌诊疗进展

筛查与诊断

AI算法通过分析血清标志物(如AFP、DCP)和影像数据(CT/MRI),显著提升早期检出率。例如:

  • 参数贝叶斯算法(PEB):通过动态监测AFP和DCP,实现肝癌无症状期检测(AUC=0.87)。
  • 深度学习模型:如卷积神经网络(CNN)在超声图像中区分HCC与良性病变,准确率达86.4%,敏感性96.1%。
  • 多模态融合:整合临床数据与影像组学特征,使SMART-HCC评分预测风险AUC达0.89,优于传统方法。

分型与分级

AI在肝癌亚型鉴别中表现卓越:

  • 组织病理分类:DL模型区分HCC与胆管癌(iCCA)的AUC达0.998。
  • 肝结节分级:基于MRI的CNN模型识别肝局灶性病变(如FNH、转移瘤),平均AUC 0.94。
  • LI-RADS标准化:机器学习算法自动评估影像特征(如动脉期强化),分类准确率91.4%。

治疗决策支持

AI助力个体化治疗策略制定:

  • 肝移植预后:DL模型整合临床与病理特征,预测移植后复发风险(C-index=0.78)。
  • 微血管侵犯(MVI)预测:ResNet-18模型通过CT图像预测MVI阳性(AUC=0.845),指导手术方案。
  • 治疗反应评估:CNN分析TACE术后CT,预测疗效准确率85.1%,优于人工评估。

预后预测

AI模型突破传统预后评估局限:

  • 生存预测:随机森林(RF)筛选关键指标(ALP、血红蛋白),构建5年生存预测模型(AUC=0.83)。
  • 分子标志物挖掘:XAI技术发现COX7A2L、SSBP3等基因与HCC预后显著相关。

临床转化与挑战

尽管AI在临床试验中展现潜力(如降低CT造影剂剂量40%),仍面临数据异质性、算法“黑箱”和伦理问题。未来需推动多中心数据共享、开发可解释AI(XAI),并优化成本效益比,以实现从实验室到临床的真正跨越。

未来展望

AI将重塑肝癌诊疗范式,通过自动化影像分析、实时术中导航和动态疗效监控,推动精准医疗发展。随着算法迭代和跨学科合作,AI有望成为肝癌全周期管理的核心工具,最终改善患者生存质量。

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