综述:人工智能作为乳腺癌治疗支持的现状与展望

【字体: 时间:2025年08月25日 来源:The Breast 5.7

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  这篇综述系统阐述了人工智能(AI)在乳腺癌(BC)诊疗中的应用进展,涵盖手术、放疗(RT)、系统治疗及支持治疗领域。作者团队指出AI在放疗靶区勾画(OARC/TV)和在线自适应放疗(online-adaptive RT)中已实现临床转化,而在新辅助治疗(NAC)后病理完全缓解(pCR)预测、术中切缘评估等领域仍需验证。特别强调需警惕算法偏见(如历史偏倚、测量偏倚),并提倡多学科协作开发可解释模型(如联邦学习)。

  

人工智能与乳腺癌手术

术前规划

AI在术前咨询中展现出双重潜力:神经网络(NN)模型预测新辅助化疗后病理完全缓解(pCR)的特异性仅65.2%,而基于PET/CT的深度学习(DL)模型联合人工评估可将腋窝淋巴结转移检测灵敏度提升10%。值得注意的是,ChatGPT 3.5在乳房重建建议中表现逊于专业指南,但AI血管成像分析能节省放射科医师2-3小时工作时间。BreastGAN工具生成的术后模拟图像与真实结果几乎无法区分,相关CINDERELLA试验正在验证其临床价值。

术中应用

术中切缘评估是AI技术攻坚重点:超声引导AI模型灵敏度达96%(特异性76%),而紫外荧光扫描结合DL技术虽实现100%灵敏度/87.5%特异性,但受限于设备普及度。现有证据表明,AI辅助的标本钼靶评估准确性与人工判读相当。

术后管理

神经网络(NN)预测腹部皮瓣重建术后并发症的准确率达81%,机器学习(ML)模型对假体感染风险的预警精度达84%。AI还能预测门诊乳腺癌手术患者的阿片类药物需求(准确率约70%),并识别神经病理性疼痛风险因素。

人工智能与放射治疗

决策支持

神经网络(NN)在SEER数据库分析中超越传统Cox回归,能识别HR+/HER2- T1/2N1M0患者从术后放疗的获益人群。GPT-4在美国放疗学会考试中正确率63%,但在复杂病例决策排名(4.3)仍逊于临床专家(3.3)。

治疗规划

深度学习(DL)自动勾画器官风险(OARC)仅需1.5分钟,31中心研究证实其将靶区(TV)勾画一致性提升19%。AI生成的乳腺调强放疗(IMRT)计划在盲评中95%达标,优于人工计划的90%。Radiation Planning Assistant项目正将DL技术推广至资源匮乏地区。

治疗实施

深度学习(DL)模型通过胸片预测深呼吸屏气(DIBH)放疗获益者的AUC达0.86。表面引导放疗(SGRT)的ROI定义经AI优化后耗时从120秒缩短至1.2秒。锥形束CT(CBCT)图像经生成对抗网络(GAN)增强后,可实现MR-LINAC引导下的精准剂量计算。

人工智能与系统治疗

决策辅助

Watson肿瘤系统(WFO)对早期/晚期乳腺癌治疗建议的符合率分别为80.2%和50.5%。而ChatGPT在MDT讨论中仅16%建议与专家一致,且错误将HER2 1+/2+(FISH阴性)归类为需抗体治疗。

疗效预测

基于全切片图像(WSI)的IMPRESS模型在TNBC中预测pCR的AUC达0.87。巴西研究显示,AI整合临床参数可83.3%准确预测pCR,95.6%预测局部复发。但近期meta分析警示此类研究可能存在偏倚风险。

支持治疗

埃及随机试验证实ChemoFreeBot聊天机器人显著改善化疗患者自我管理能力。ChatGPT对治疗副作用的解释较Google更易理解,但缺乏参考文献支持可能引发误导。

临床转化挑战

FDA 510(k)途径批准的AI工具仍需警惕六类核心偏倚:历史偏倚(legacy数据不平等)、表征偏倚(训练集缺乏多样性)、抽样偏倚(非随机样本)、遗漏变量偏倚(忽略关键临床因素)、测量偏倚(影像协议差异)和标注偏倚(主观病理判读)。解决方案包括采用多重插补处理缺失数据、公平感知正则化算法,以及建立临床-数据科学联合监测团队。

未来展望

当前AI仅在放疗自动化领域达成临床级应用,而系统治疗决策、手术降阶梯等场景仍需前瞻性验证。通过联邦学习实现多中心数据协作,结合可解释AI(XAI)技术,将是实现精准化、公平性乳腺癌诊疗的关键路径。

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