人工智慧超聲CT在前列腺癌早期診斷中的應用

謝立平

撰寫謝立平（浙江大學醫學院附屬第一醫院泌尿外科 ）

編輯任藝

前列腺癌是危害男性健康最重要的問題之一，是歐美國家中男性最常見的惡性腫瘤，其在男性惡性腫瘤中的發病率居世界第2位。我國前列腺癌的發病率相對較低，但隨著社會老齡化的加劇、人們生活方式的轉變以及新型診斷技術的應用，近年來我國前列腺癌的發病率及檢出率呈快速上升趨勢。來自浙江省腫瘤登記地區的數據顯示，浙江省前列腺癌發病率從2000年的1.39/10萬，升高至2009年的13.89/10萬，平均9.79/10萬，而同期世界標化發病率為6.39/10萬。隨著我國老年人口比例不斷上升，前列腺癌的高危人群不斷增長，前列腺癌的發病率有進一步上升的趨勢。因此，早期診斷前列腺癌具有重要的臨床價值和深遠的社會意義。

前列腺癌早期診斷方法

血清前列腺特異性抗原（PSA）、經直腸前列腺超聲引導下前列腺穿刺是早期診斷前列腺癌的主要方法。PSA作為傳統的檢測指標，可以提高早期前列腺癌的診斷率，增加前列腺癌根治性治療的機會，延長前列腺癌患者的生存期。但PSA並非前列腺癌特異性的腫瘤標誌物，存在假陽性、過度診斷，增加患者負擔。經直腸超聲（TRUS）是一種通過在直腸內放置換能器以獲得前列腺高解析度影像的檢查手段，是目前前列腺癌初篩最常用的方法之一。TRUS的臨床應用價值主要體現在兩個方面：其一，引導價值，即引導經直腸或經會陰前列腺穿刺活檢；其二，早期診斷價值，傳統灰階超聲可用於評價位於外周帶的前列腺癌，其典型徵象為低回聲結節。與正常外周帶相比，約60%的前列腺癌表現為低回聲，約39%的病灶表現為等回聲，對此超聲無法檢測，1%的病灶則表現為高回聲。但是低回聲結節並非前列腺癌特異性改變，前列腺炎、前列腺增生等其他前列腺疾病也可表現為低回聲，僅17%~57%的低回聲結節最終診斷為前列腺癌。因此，傳統灰階TRUS在診斷前列腺癌上存在局限性。

前列腺穿刺是為確診前列腺癌進行的有創性檢查，是診斷前列腺癌的金標準。目前最常用的活檢方案是經直腸超聲引導下前列腺系統穿刺方案，但該方案診斷前列腺癌的漏診率高達30%。假陰性患者面臨重複穿刺，增加了患者痛苦及相關醫療費用，而且增加穿刺針數帶來的損傷及穿刺後引發泌尿系統併發症的概率明顯增加，且不明顯提高前列腺癌檢出率。因此，開發新型影像智能分析，能夠精準診斷前列腺癌，對其不同病理過程進行精確分類，並最終實現對特定患者進行個性化精準治療的目的，提高疾病診治與預防的效益。

人工智慧超聲CT的誕生

自1990年起，德國基爾大學的Tillmann Loch教授作為創立者，浙江大學的謝立平教授作為參與者，率先將人工神經網路（ANN）技術運用於TRUS以助於前列腺癌的早期診斷。該技術的開發主要是為了解決TRUS面臨的困境，即TRUS圖像上前列腺良性和惡性病灶難以視覺鑒別。《坎貝爾－沃爾什泌尿外科學》指出，ANN技術能夠提高TRUS圖像對於前列腺癌的辨識度，圖像計算機輔助分析，包括圖像辨識及基於ANN的TRUS圖像分析，能夠發現人眼不能辨識的腫瘤，具有重要的研究價值。該技術自創立起，先後於德國、法國、瑞典、挪威等多國進行技術推廣，在國際泌尿外科界引起了強烈的反響。醫學權威著作《坎貝爾－沃爾什泌尿外科學》評價該技術指出，人工神經網路技術能夠提高TRUS圖像對於前列腺癌的辨識度，能夠發現人眼不能辨識的腫瘤，具有重要的研究價值。2013年，在德國石荷州與中國浙江省「州省合作框架協議」的基礎上，謝立平教授將該技術引入中國，並在浙江省重大科技專項課題的資助下，對該技術進行了優化與發展，進而在全中國進行技術推廣。2015年11月，筆者根據中國人群前列腺癌發生髮展的特點與該技術的特性，創造性地將該技術命名為人工智慧超聲CT（AI-US-CT），並先後在歐洲、美國兩大泌尿外科年會對超聲CT技術在中國的初步應用結果進行了報告，得到了國際同行的高度評價。

針對人工智慧超聲CT的國際單中心研究指出，超聲CT引導下重複穿刺的陽性率為50%，其中42%的前列腺癌患者Gleason評分

在初步研究結果的基礎上，謝立平教授團隊進一步開展了一項比較人工智慧超聲CT靶向穿刺（超聲CT組）、12針系統穿刺（系統穿刺組）及mpMRI輔助12針系統穿刺（mpMRI組）的隨機對照研究，相關結果在2017年歐洲泌尿外科年會上進行了彙報。這項針對284例患者的前瞻性隨機對照研究結果發現：（1）超聲CT組的前列腺癌檢出率為47.0%，而系統穿刺組和mpMRI組分別為35.6%和35.7%（P>0.05）。儘管尚未達到統計學意義，但超聲CT組的前列腺癌檢出率最高；（2）總穿刺患者中的每針陽性率，超聲CT組為22.7%（116/510），系統穿刺組為11.3%（138/1212）（P

現有資料顯示，人工智慧超聲CT通過指導前列腺靶向穿刺，能以較少的穿刺針數取得較高的前列腺穿刺陽性率，並能發現既往系統穿刺陰性的前列腺癌，同時能有效監測前列腺癌進展，具有重要的臨床應用價值。

製版編輯： 宋亞波

【摘自：《中華醫學信息導報》2018年第3期】

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