準(zhǔn)確識別出隱藏的腫瘤

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，即使12種測試腫瘤中有10種被粘膜層*或部分覆蓋，機(jī)器學(xué)習(xí)分析仍可有效地識別GIST，正確地對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：“這是一個(gè)非常令人興奮的進(jìn)展，無需進(jìn)行活檢就能夠準(zhǔn)確，快速且無創(chuàng)地診斷不同類型的粘膜下腫瘤，這種手術(shù)需要手術(shù)，這對患者和患者都非常容易。醫(yī)生。”

即使腫瘤是良性的，也會損害周圍的血管和組織。如果它們是惡性的，它們會變得攻擊性和偷偷摸摸的，并且通常會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)家很難通過標(biāo)準(zhǔn)方法直接觀察到它們，例如內(nèi)窺鏡檢查(通過細(xì)管將小型相機(jī)插入患者體內(nèi))。他們在活檢期間。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)并且會延長診斷時(shí)間?，F(xiàn)在，為了改善GIST診斷，Dr。日本東部國家癌癥中心醫(yī)院的佐藤大樹，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：“這項(xiàng)技術(shù)有點(diǎn)像X射線，其思想是使用可以穿過人體的電磁輻射來生成內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖像，”他說，“不同之處在于X射線的波長為0.01-波長為10 nm，但近紅外波長在800-2500 nm左右。在該波長下，近紅外輻射使圖像中的組織看起來像透明的，而且這些波長對患者的危害甚至比可見光要小。”

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，還沒有人嘗試對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)，這些患者通過手術(shù)切除了腫瘤?？茖W(xué)家使用NIR-HSI對切除的組織成像，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。