不插管的食管癌筛查,从一张肺CT开始
达摩院发布第4个平扫CT癌症筛查模型DAMO EAGLE。模型从已经拍摄的胸部平扫CT中识别食管癌和高级别上皮内瘤变,尝试在胃镜前筛出高风险者。
王奇峰经常到区县医院指导工作。
这位四川省肿瘤医院放疗科主任医师,在基层见过不少让他遗憾的病例。患者来的时候已经吃不下饭,错过了根治性治疗。调出医院系统里的记录,这个人两年前因为肺炎住过院,拍过胸部CT。
把两年前的片子和现在对比,那时食管壁已经有增厚。
当时没有人注意到,患者没提到吃饭有问题,影像科医生也只看了肺部情况。
9月24日,阿里巴巴达摩院联合四川省肿瘤医院、中山大学肿瘤防治中心等机构,发布食管癌筛查AI模型DAMO EAGLE,相关论文发表于《自然·医学》(Nature Medicine)。模型在初筛阶段直接读取平扫CT,不需要插管,也不用注射造影剂;AI提示阳性后,患者仍要接受内镜和病理检查才能确诊。
EAGLE相关论文发表于《自然·医学》
它要做的,是替医生看下拍肺时顺带拍到的食管影响。
这是达摩院继胰腺癌、胃癌、结直肠癌之后发布的第4个癌症筛查模型。去年发布的胃癌模型GRAPE,用在胃镜检查之前,EAGLE则从医院已经拍过的胸部CT开始寻找食管癌风险。
01 金标准有了,做得上内镜的人太少
中国的食管癌负担在全球都很突出。国家癌症中心数据显示,2024年中国食管癌新发约20万例,死亡约17.2万例,接近全球总数的一半。
2024年中国主要癌症死亡人数(万人),食管癌为17.21万
高发区集中在太行山一带的河南、河北、山西,以及淮河流域、四川、广东、福建,农村明显高于城市。王奇峰说,这和当地人爱吃烫食、喝烫茶有关。
约70%的患者确诊时已是中晚期。
早晚期之间,预后差得很远。病变还在黏膜层时,做一次内镜下微创手术就能根治,5年生存率在95%以上。等到发生转移,王奇峰给出的数字是,不管用什么治疗手段,5年生存率大概只有10%到15%。
从吞咽时的异物感,发展到只能喝流食,通常只需要半年左右。
王奇峰对这个过程有切身的记忆。他读医学院大二时,奶奶在山西长治确诊食管癌,那里也是高发区。确诊时病灶已经约5公分。第一阶段治疗后奶奶恢复了进食,最后发生食管漏,从确诊到离世只有8个月。
早发现的办法是有的,上消化道内镜是公认的金标准,问题出在做不过来。
据官方估算,中国需要筛查的食管癌高危人群超过1亿,每年实际开展的上消化道内镜检查约3000万人次。
缺口来自几处。一个内镜医生要培养3到5年,一次检查20到30分钟。普通内镜两三百元,大家更愿意做的无痛内镜要1000元左右。再就是怕,一根约1厘米粗的管子从嘴里下到胃,王奇峰说,连他自己的父母亲属都害怕。
高发区往往也是内镜医生最少的地方。
02 最难的器官,难在连医生都标不出来
平扫CT是中国最常用的影像检查之一,门诊、急诊、体检、住院都在拍,每年产生上亿份影像。胸部CT的扫描范围,本身就覆盖了食管。
但过去业内普遍认为,用平扫CT找早期食管癌几乎不可能。
食管是一根约25公分长的肌性管道,平时闭合,说话、咽口水时都在蠕动,又紧挨着心脏和大血管,呼吸和心跳都会改变它的形态。早期病变局限在上皮层或黏膜层,在CT上带来的厚度和密度变化非常小。
达摩院算法专家郭广宇打了个比方,像在一条皱巴巴的裤管上找一个小毛球。
王奇峰拿胰腺做过对比,胰腺是实性器官,长出一点异常,影像上就可能出现信号。食管在CT上只留下一瞬间的形态,而且改变要超过5毫米才会被判定为异常。
模型训练在第一步标注上就很困难,医生在平扫CT上看不清早期病变,训练数据也就无从标起。
团队的办法是借别的检查来定位。先用内镜手术和病理报告确定病灶的厘米级位置,由食管专科影像医生在增强CT上精细标注,再通过影像配准,把标注“搬”到同一个患者的平扫CT上。每个病例由两位医生分别标注,意见不一致时,由一位有8年经验的医生复核。
第二个问题出在低剂量CT上。体检查肺结节用的多是低剂量CT,但食管癌患者的低剂量CT很难攒够。郭广宇解释,病人一旦发现异常,去医院拍的就是常规剂量CT。
团队于是搭了一台“虚拟CT机”,把常规剂量的CT放进去降低剂量,模拟出低剂量影像来训练模型。
模型分两步工作。先从整幅CT里把食管区域分割出来,排除周围结构的干扰,再对食管做精细分析,同时给出患者级别的良恶性判断、病灶轮廓和热力图。医生能看到AI在看哪里。


