準(zhǔn)確識(shí)別出隱藏的腫瘤

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，即使12種測(cè)試腫瘤中有10種被粘膜層*或部分覆蓋，機(jī)器學(xué)習(xí)分析仍可有效地識(shí)別GIST，正確地對(duì)腫瘤和非腫瘤切片進(jìn)行顏色編碼，準(zhǔn)確度為86%。Takemura博士解釋說(shuō)：“這是一個(gè)非常令人興奮的進(jìn)展，無(wú)需進(jìn)行活檢就能夠準(zhǔn)確，快速且無(wú)創(chuàng)地診斷不同類(lèi)型的粘膜下腫瘤，這種手術(shù)需要手術(shù)，這對(duì)患者和患者都非常容易。醫(yī)生。”

即使腫瘤是良性的，也會(huì)損害周?chē)难芎徒M織。如果它們是惡性的，它們會(huì)變得攻擊性和偷偷摸摸的，并且通常會(huì)造成不可挽回的破壞。在后一種情況下，及早發(fā)現(xiàn)是治療和康復(fù)的關(guān)鍵。但是，這種檢測(cè)有時(shí)可能需要的成像技術(shù)，而不是當(dāng)今商業(yè)上可獲得的技術(shù)。

例如，一些腫瘤發(fā)生在器官和組織的深處，被粘膜層覆蓋，這使得科學(xué)家很難通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)方法直接觀察到它們，例如內(nèi)窺鏡檢查(通過(guò)細(xì)管將小型相機(jī)插入患者體內(nèi))。他們?cè)诨顧z期間。尤其是胃腸道間質(zhì)瘤(GIST)-通常在胃和小腸中發(fā)現(xiàn)-需要苛刻的技術(shù)，這些技術(shù)非常耗時(shí)并且會(huì)延長(zhǎng)診斷時(shí)間。現(xiàn)在，為了改善GIST診斷，Dr。日本東部國(guó)家癌癥中心醫(yī)院的佐藤大樹(shù)，池松弘明和桑田武志，日本理研光子學(xué)中心的橫田英夫博士和博士。日本東京理科大學(xué)的高松敏弘(Toshimaka Takamatsu)和我的孝平晃(Koei Soga)已開(kāi)發(fā)出一種將近紅外高光譜成像(NIR-HSI)與機(jī)器學(xué)習(xí)一起使用的技術(shù)。他們的發(fā)現(xiàn)發(fā)表在自然科學(xué)報(bào)告。

Takemura博士解釋說(shuō)：“這項(xiàng)技術(shù)有點(diǎn)像X射線，其思想是使用可以穿過(guò)人體的電磁輻射來(lái)生成內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖像，”他說(shuō)，“不同之處在于X射線的波長(zhǎng)為0.01-波長(zhǎng)為10 nm，但近紅外波長(zhǎng)在800-2500 nm左右。在該波長(zhǎng)下，近紅外輻射使圖像中的組織看起來(lái)像透明的，而且這些波長(zhǎng)對(duì)患者的危害甚至比可見(jiàn)光要小。”

這應(yīng)該意味著科學(xué)家可以安全地研究組織內(nèi)部隱藏的東西，但是在Takemura博士及其同事進(jìn)行的研究之前，還沒(méi)有人嘗試對(duì)GIST等深部腫瘤使用NIR-HSI。在談到促使他們進(jìn)行此調(diào)查的原因時(shí)，竹村博士向已開(kāi)始其研究旅程的已故教授表示敬意：“這個(gè)項(xiàng)目之所以成為可能，是因?yàn)橐压实腒azuhiro Kaneko教授打破了醫(yī)生與工程師之間的障礙并建立了這種合作關(guān)系。我們遵循他的意愿。”

Takemura博士的團(tuán)隊(duì)對(duì)12例確診為GIST的患者進(jìn)行了影像學(xué)實(shí)驗(yàn)，這些患者通過(guò)手術(shù)切除了腫瘤。科學(xué)家使用NIR-HSI對(duì)切除的組織成像，然后讓病理學(xué)家檢查圖像以確定正常組織與腫瘤組織之間的邊界。然后將這些圖像用作機(jī)器學(xué)習(xí)算法的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，本質(zhì)上講是教計(jì)算機(jī)程序來(lái)區(qū)分圖像中代表正常組織的像素與代表腫瘤組織的像素。