新型AI能在90分钟或更短时间内诊断出脑肿瘤

要点:

荷兰研究人员开发了一种算法，叫做Sturgeon，可以在90分钟内识别出脑瘤的类型。

Sturgeon算法依赖于一种新的技术，叫做“纳米孔测序”，可以实时地读出DNA样本中的碱基序列（A， G， T， 和 C）。

Sturgeon算法经过了脑瘤组织样本的训练和测试，以及25例真实手术的应用。结果显示，它能够在40分钟内正确识别出18例脑瘤的类型，另外7例则无法给出有信心的预测。

脑癌的治疗通常从手术开始，目的是尽可能地切除肿瘤。有时候，外科医生可以完全切除肿瘤，但如果切除所有肿瘤会导致严重的副作用，他们可能不得不留下一部分。他们也不知道这是否是正确的决定，因为要等上一两周才能得到病理学家对切除肿瘤DNA分析的结果，确定患者有哪种超过80种亚型之一的肿瘤。如果是一种特别侵袭性的癌症，很可能复发，那么尽快切除剩余的肿瘤可能是值得冒险的，但这意味着让患者再次接受脑部手术。

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为了解决这个问题，荷兰的研究人员开发了一种算法，叫做Sturgeon，可以在90分钟内识别出肿瘤的亚型。这意味着外科医生可以切除一部分肿瘤，进行分析，并在患者仍然在手术台上时就知道亚型。“外科医生可以根据肿瘤的亚型调整手术策略，要么非常激进，要么更保守。”来自乌得勒支大学医学中心（UMC Utrecht）的研究小组负责人Jeroen de Ridder说。

Sturgeon算法依赖于一种新的技术，叫做“纳米孔测序”，可以实时地读出DNA样本中的碱基序列（A， G， T， 和 C）。它通过将DNA分成两条单链，并将其中一条穿过一个微小的孔。通过孔的电流会因为不同的碱基而发生变化，从而可以确定序列。在有限的时间范围内，不可能测序脑瘤样本中所有的DNA，所以他们设计了一个算法，可以根据他们能够做到的测序量来预测肿瘤类型。

为了训练它，他们使用了存储在荷兰儿科肿瘤中心（Princess Máxima Center）生物库中的脑瘤组织样本。

在测试中，该算法在50个样本中正确地识别出了45个肿瘤的亚型（另外5个则无法给出诊断）。这些诊断是在研究人员开始测序过程后的40分钟内得出的。在真实手术中(20例儿童和5例成人)，Sturgeon算法在25例中正确地识别出了18例脑瘤的类型。另外7例则无法给出有信心的预测。

研究人员现在的目标是用更多的脑癌患者来验证他们的技术，同时通过更多的训练来改进AI。他们还想比较这种方法与标准方法的治疗效果。“我们能够通过结合所有的专业领域，从基础研究者到病理学家和外科医生，真正地将这项技术应用到临床实践中，这是非常令人兴奋的。” de Ridder说。“通过这样做，我们可以帮助外科医生优化脑瘤手术的结果。”