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肿瘤放疗的“智变”!林勤教授:AI如何为肿瘤放疗全流程精准赋能?

来源 2025-08-18 12:13:49 医疗资讯

编者按:在肿瘤治疗领域,一场由人工智能引领的变革正悄然兴起。厦门大学附属第一医院林勤教授团队携手厦门理工大学,汇聚多领域精英智慧,成功发表《人工智能辅助及增强现实新技术在肿瘤放疗全流程中的应用》这一重磅成果,为肿瘤放疗带来全新曙光。在2025 FCO上,【医悦汇】对话大咖栏目有幸邀请到林勤教授,讲述从项目构想成功到突破的艰辛历程,剖析团队如何突破技术瓶颈、融合前沿科技。

医悦汇:您和团队近期发表了《人工智能辅助及增强现实新技术在肿瘤放疗全流程中的应用》的项目成果,请您介绍一下该项目以及AI在肿瘤放疗领域中的应用。

林勤教授:本项目汇聚了一个团队的智慧与力量,致力于人工智能在放射肿瘤学领域的应用。

放射肿瘤学堪称与人工智能结合最为紧密的应用学科之一,这是因为放射肿瘤学自诞生之日起,便与机器及计算机紧密相连,正是凭借这些技术,才得以实现当前的精准放疗。以诊断环节为例,影像所呈现的内容是否真实、清晰?答案并非绝对。为此,我们采用了影像组学结合人工智能深度学习的方法,以更清晰地识别肿瘤内部的异质性问题,以及肿瘤与正常组织的边界关系等,从而更精准地勾画靶区。从诊断到靶区勾画,人工智能的应用成效显著。

提及靶区勾画,其目的不仅在于界定肿瘤范围。以鼻咽癌靶区勾画为例,在未应用人工智能之前,医生完成这一过程可能需要半天时间,即4至5小时;随着技术进步,时间逐渐缩短至2小时;而今,借助人工智能,鼻咽癌靶区的勾画时间可缩短至一二十分钟。原因在于,大量正常组织的界定可由人工智能完成,肿瘤组织的初步勾画也可通过人工智能实现,再经人工微调即可迅速完成。这无疑为放射肿瘤科的医生及物理师团队带来了极大的便利。

当然,这些成果均基于大数据模型,通过深度学习不断研发创新软件应用,从而极大地节省了医生及物理师的时间。然而,这些数据能否直接、标准地应用于临床,仍需更多验证及数据收集,以进一步在临床上推广使用。因此,人工智能在临床上的应用,必然需要经历更长时间的磨合与更精准的验证过程。我们团队在这方面已取得一定成绩,并愿与其他团队共享成果,共同推动该领域的发展。

除了靶区勾画,我们在计划设计与验证方面也应用了人工智能技术。事实上,我们的物理师团队在此方面进行了大量研究。放疗团队不仅包括医生,还需物理师及技术员的协作。我们的技术团队利用体表光学原理,结合人工智能技术,实现了病人体位的精准跟踪,以确保每次放疗时病人的体位与定位体位完全一致。这需要借助多种标识或光学体表应用等技术来保证体位的重复性,从而实现毫米级的精准放疗。除了在放疗过程中的临床应用,我们还将其应用于病人疗效的评价及预测,人工智能为我们提供了诸多启发与数据指导。

可以说,人工智能在放射肿瘤学领域的应用贯穿始终,从诊断到靶区勾画,到计划设计,到计划验证,再到疗效评价与随访等各个环节。我们团队充分利用了这一优势,结合大数据与创新,推动了本项目的产生。当然,这只是初露锋芒,仍需更多数据与不断探索。

医悦汇:请问您如何看待,现在放疗在整个肿瘤治疗领域里的地位?

林勤教授:如今,我逐渐倾向于将放疗与手术归为同一类治疗手段,这背后有着深刻的考量。肿瘤,这一复杂的疾病,有时呈现全身性特征,而在早期阶段,则更多表现为局部性问题。在局部治疗领域,目前公认的标准手段仅有两种:一是冰冷的手术刀所代表的外科手术,二是灼热的放射线所承载的放射治疗。这充分说明了在局部治疗中,放疗占据着举足轻重的地位。

特别是近二三十年来,放射治疗设备经历了飞速发展。我们如今所使用的放射线,堪称“不见血的刀”,以立体定向消融放射治疗技术为例,它能够精准消灭早期癌症。因此,在局部治疗领域,放疗对早期癌症的贡献不容忽视。

对于中期肿瘤,多学科融合成为治疗的关键。以中期肺癌为例,许多中期患者,选择将放化疗作为术前新辅助治疗,以保障生活质量。以低位直肠癌为例,传统手术方式难以保肛,且复发风险高。而术前新辅助放化疗,则能在保肛的同时,提高治疗效果,向治愈目标迈进。这一模式已成为低危直肠癌的标准治疗手段,显著提升了患者的生活质量。

至于晚期肿瘤,传统观念认为放疗作为局部治疗手段,在晚期阶段作用有限,应侧重于化疗等全身治疗。然而,随着免疫治疗的兴起,这一观念正被颠覆。放射线虽在一定程度上会抑制肿瘤免疫,但通过合理的剂量分割模式,如单次8Gy照射,分3次进行,可激发免疫反应。动物实验与临床试验均表明,这种分割模式能提升免疫治疗效果。对于晚期患者,若存在多个病灶,可选择其中几个进行上述剂量模式的放疗,并结合免疫治疗,不仅消灭局部肿瘤,还能通过免疫治疗控制全身病灶。这一研究领域目前全球瞩目,关键在于探索最佳剂量、适用部位及肿瘤大小等因素。

此外,低剂量放疗也展现出独特价值。对于巨大肿瘤或靠近重要正常组织的肿瘤,或患者无法耐受大剂量照射时,我们发现瘤内照射甚至0.5Gy的低剂量照射,可能激发免疫反应,配合免疫治疗达到消灭肿瘤的效果。这堪称医学领域的“万花筒”,通过改变分割模式与照射次数,助力免疫治疗全身多发转移肿瘤,意义深远。

值得一提的是,放射治疗的应用已拓展至正常良性疾病领域。如难治性关节炎,通过0.5Gy的低剂量照射,可显著改善症状。这同样基于低剂量激发免疫的原理。由此可见,射线在医学领域的应用空间广阔无垠,值得我们不断期待与探索。

医悦汇:今年是福建省抗癌协会成立40周年之际,能否请您分享一下您与福建省抗癌协会的故事?

林勤教授:自踏入医学领域至今,已然过去了32个春秋。回顾往昔,我投身肿瘤学领域已二三十载,而我们福建省抗癌协会更是走过了40年的光辉历程。在这漫长岁月中,整个肿瘤学的治愈率实现了显著提升。20年前,肿瘤患者的5年生存率尚仅约30%,而今已攀升至43.3%左右。根据我国“健康中国2030”的战略目标,至2030年,这一数字将力争达到46.6%。如今,这一目标已近在咫尺,我坚信我们定能将其变为现实。

何以如此笃定?盖因肿瘤学的进步,不仅体现在科学技术的日新月异上,更在于我们对肿瘤全周期、全流程管理的日益重视与不断完善。

如今,我们极为倡导肿瘤防治的“防、筛、诊、治、康”五大理念。这简短的五个字,实则蕴含着巨大的能量与深远的意义。正如樊代明院士所一直强调的整合医学理念,这正是对肿瘤学整合态势的完美诠释。

作为肿瘤科的医生,我们更怀揣着一个美好的愿景:那就是有朝一日能够彻底战胜肿瘤,让人类不再受其困扰。这便是我们最终的追求与梦想。

医悦汇:本次第二十五届福建省肿瘤学术大会暨2025年整合肿瘤学大会的主题是“聚焦肿瘤防控,共筑健康福建”,请您谈谈您在本次会议上的收获。

林勤教授:近年来,我们举办的每一次大会都愈发精彩纷呈,内容日益丰富多元。尤其值得一提的是院士论坛环节,每次主旨论坛都会邀请3至4位院士莅临指导,他们以高瞻远瞩的视角为我们指明方向,引领各个学科沿着这些前沿路径,从不同角度深入开展研究,不断取得新的突破与进展。

随着亚专科的划分日益精细,大会特别设置了多个分会场,涵盖头颈、胸腹等不同疾病病种。这一举措使得从事各亚专科的医务人员能够更有针对性地参与学习,收获满满,极大地提升了专业交流的效率与效果。

此外,福建省肿瘤学术大会还展现出了卓越的整合效应。以病种分类为例,针对头颈癌等病种,我们汇聚了外科、内科、放疗科、心理科以及护理等多学科专家,共同召开会议,深入探讨疾病的治疗策略。这种跨学科的合作模式,不仅有助于规范诊疗流程,更能在规范的基础上,探索如何更好地开展临床研究,提高病种的生存率,或寻求更优化的综合治疗手段。这一创新实践,无疑成为了大会的一大亮点与进步。

本次大会可谓是精彩不断,亮点频现。如今,不仅医生们取得了丰硕的成果,我发现护理团队同样表现出色,令人瞩目。他们发表的文章质量日益提升,护理分会场及壁报展示均充分展现了护理姐妹兄弟们的卓越才华。这充分说明,在整个医疗行业中,所有人都在不断进步,努力贡献自己的力量,共同推动行业的蓬勃发展。

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