1970-01-01
人工智能(AI)不仅在围棋方面声名鹊起,它也正一步步走入医疗当中。有些人会问,在精准医学的时代,AI是否能代替医生,为肿瘤患者的治疗做出正确的临床决策?别急,印度班加罗尔Manipal综合癌症中心的Sampige Prasannakumar Somashekhar教授作了一项研究,对AI和肿瘤专家委员会给出的乳腺癌患者的治疗建议进行了比较。研究显示,AI和肿瘤委员会做出的治疗建议高度一致。其结果发表于1月9日的《Annals of Oncology》上。
背景和目的:
在科学证据、药品审批和治疗指南迅速更迭的情况下,乳腺癌专家正在面临个体化治疗的挑战。例如,2017年10月,FDA批准了69种乳腺癌治疗药物,这还不包括联合治疗方案。大规模遗传和临床数据库与计算系统的发展将加速乳腺癌治疗的发展速度,缩短乳腺癌治疗指南更新的周期。除此之外,在临床实践中,如何管理这些乳腺癌治疗信息正面临挑战,也几乎没有时间来对其进行评估。
临床决策支持系统(CDSS)是帮助医生对临床决策提供支持的计算机程序。许多CDSS从人工智能(AI)和专家系统的早期工作中产生。为了给出临床建议,CDSS可让电脑模拟人类的推理来收集信息和给出建议。医疗中的AI系统一般关注于从非结构化数据(如文本(使用自然语言处理)或大型结构化数据集(使用机器学习方法))中获取信息。通过存储、索引和精选这些知识,AI系统随后使用计算推理方法将其应用于具体的病例中,产生治疗建议,然后再返回来为临床医生的决策提供评估。如今已经存在肿瘤界的CDSS,如美国临床肿瘤学会的CancerLinq和OncoDoc。然而,据我们所知,直到IBM沃森肿瘤解决方案(WFO)出现以前,还没有肿瘤治疗选择的认知支持方法。WFO可通过阅读文献、实验方案和患者图表及从病例报告和纪念斯隆-凯特林癌症中心专家中学习的方式获取知识。
印度班加罗尔Manipal综合癌症中心的Sampige Prasannakumar Somashekhar教授在该癌症中心进行了一项研究,旨在评估AI CDSS WFO和乳腺癌多学科肿瘤委员会得出的治疗建议的一致性水平。
患者和方法:
2014~2016年,为在印度班加罗尔Manipal综合癌症中心接受治疗的638例乳腺癌患者提供了治疗建议。2016年,为相同的病例提供了WFO治疗建议。2016年,癌症中心的肿瘤委员会(MMDT)为所有未达成一致的病例进行了二次盲审,并考虑了2016年前还没有的治疗和指南。如果WFO认为肿瘤委员会的建议为“推荐”或“考虑”,则认为两个治疗建议一致。
结果:
患者平均52岁,81%的病例为非转移性疾病。各病例中,受体状态具有轻度差异,具有HR阳性肿瘤(41%)的患者稍多,具有HER2/ neu阳性(29%)或三阴性乳腺癌(30%)的患者稍少。
92%的乳腺癌病例的WFO和MMDT的治疗建议一致研究者对肿瘤分期和受体状态的亚组进行了治疗建议一致性的亚组分析。随着分期的不同,一致性具有差异,I期或IV期肿瘤患者(分别为80%和86%)比II期或III期肿瘤患者(分别为97%和95%)治疗建议一致的可能性小。然而,受体状态并不影响一致性,一致性的范围从HR阳性或三阴性乳腺癌的92%到HER2/neu阳性乳腺癌的95%。当同时分析肿瘤分期和受体状态时,HR阳性或三阴性转移性乳腺癌患者(分别为75%和85%)比非转移或HER2/neu阳性乳腺癌患者(94%~98%)的一致性低。
年龄的增长对治疗建议一致性具有显著的影响。除了55~64岁年龄组,其他所有年龄组与<45岁相比,治疗建议的一致性都显著性降低(P≤0.02或P<0.001)。75岁及以上患者的一致性尤其低。
总体和不同疾病分期情况下,WFO和MMDT的治疗建议一致性
不同疾病分期和受体状态下,WFO和MMDT治疗建议一致性
结论:
对于本研究的乳腺癌病例,WFO和肿瘤委员会做出的治疗建议高度一致。乳腺癌分期和患者年龄对一致性具有显著影响,而受体状态并非如此。本研究证实,人工智能临床决策支持系统WFO对于乳腺癌治疗决策的制定是一种有力的工具,尤其在乳腺癌专家资源有限的中心。
这项回顾性观察性研究表明,WFO可与印度班加罗尔的肿瘤专家委员会做出的乳腺癌治疗建议保持大部分的一致。这是非常重要的,因为该研究证实了,经过美国纪念斯隆-凯特林癌症中心肿瘤专家培训的AI CDSS在印度可以和乳腺癌专家一样,给出很好的治疗建议。
此研究显示,WFO和MMDT所做的治疗建议中,有7%的不一致。这些不一致中的23%,是由于印度现有的治疗方法未纳入到美国培训的WFO中。这可能是由于两个国家间监管审批程序不同造成的,可通过将地区批准的治疗药物纳入到专家系统知识库中予以解决。非一致性也可因具有不同特征的患者亚组所能承受的治疗方法侵袭性的差异造成。比如,合并症负担、年龄、患者偏好、社会支持系统水平等因素的不同,会造成患者对治疗方法的选择具有差异。事实上,此研究显示,治疗建议的一致性随着年龄的增加而降低,尤其是老年患者。
治疗不一致意味着WFO做出的治疗方案未经肿瘤专家的评估,而不是做出的方案被肿瘤专家评估后予以否定。由于WFO为其决策提供了证据,因此肿瘤专家可以评估该数据,并对WFO给出的建议予以评估。在常规情况下,若WFO给出了意想不到的建议,将促使临床医生检查他或她自己的证据。使用CDSS也有助于保证更规范化的治疗,减少医生因支配这个人决策的个人偏好或认知偏差而造成治疗随意性。此外,缺乏一致性并不一定表示,MMDT或WFO的治疗建议谁对谁错。如上所述,患者合并症和年龄增加等因素,都会造成治疗建议不一致的情况。
此研究具有多个重要的优势。第一,此研究纳入了大量的病例,并比较了WFO和MMDT的治疗建议。第二,MMD和WFO都对对方的治疗建议盲,这消除了对方的建议对自己的建议造成潜在的影响。
虽然药物可及性、治疗指南和训练计算系统的专家的判断可影响治疗建议的一致性,但是WFO都在实际的应用中保持稳健。这表明,基于AI的CDSS系统在提供乳腺癌治疗建议时具有广泛的价值,尤其对于专家资源不易获得的情况。此外,如此种种表明,WFO可提供人工智能计算方法,在癌症治疗中是一种有效的决策支持工具。
Watson for Oncology and breast cancer treatment recommendations: agreement with an expert multidisciplinary tumor board
https://academic.oup.com/annonc/advance-article-abstract/doi/10.1093/annonc/mdx781/4781689?redirectedFrom=fulltext
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