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人工智慧搭配數位病理助力精準癌症診斷未來

2022.11.23 專業新知

文:Lily / 台灣癌症資訊全人關懷協會
 

3D是英文“3 Dimensions”的簡稱,是指三維、三個維度、三個坐標,即有長、寬、高,換句話說,就是立體的,相對於只有長和寬的平面(2D)。數位科技是指運用資訊、數據為核心的知識、工具與方法,例如人工智慧、物聯網、雲端與邊緣運算,都屬於數位科技的範疇。數位科技在現在的生活中無處不見,同時也導入到醫療,大量醫療資訊導入到互聯網、雲端運算,3D結合數位科技與AI的未來智慧醫療已在路上。


在醫師確認病人罹患癌症並且給予處方之前,病理科醫師負責檢查病人的切片檢體,從顯微鏡觀察細胞型態來判斷疾病種類,針對腫瘤定出癌症分期,提供臨床醫師進行最好的診斷,然而大部分病理診斷目前仍在平面基礎上(2D)靠傳統人工判斷。對於臨床醫師而言,儘早完成檢驗流程且資訊越全面,就是與癌細胞生長速度競爭,能提前下最後的判斷並且開展合適的治療; 對病人而言,檢驗分析速度提升就能縮短等待與不確定的焦慮,接入下一步的應對。


目前運用3D與數位科技的結合,在癌症病理診斷與治療上開展了多面向的應用,除了先前報導過的3D藥物列印技術之外,3D 生物列印技術利用堆疊的方式可以製備出體外的3D組織或類器官,提供接近人體外最相近的驗證模型,可望未來大幅縮短研究週期,加速抗癌藥物的開發與成功率,並且減少不必要的動物試驗與成本。在病理診斷分析的部分,3D 基因體學不僅可以獲取線性序列,還可以深入了解基因組的序列、結構和調控格局,識別在腫瘤發生中起重要作用的結構變異和基因融合,用於治療個體癌症和開發新的癌症療法的藥物靶點。3D組織染色結合AI與數位影像,則可以高精度精確定位腫瘤和生物標誌物,而且藉由人工智能不斷學習和優化的能力,近一步提升診斷速度與精度。3D 成像技術進一步可以支持醫師在手術中實時查看實際病灶和三維位置,以便精確導航並在切片檢查時可以目視確認他們確實從病灶中採集組織樣本,甚至擴展到未來手術的應用。


目前美國 FDA 已經開始認可以人工智慧 (AI) 來輔助癌症診斷的技術,病理學家可將大部分時間用於解讀數據並制定詳細的診療計畫,而不是看著病理影像一個個數細胞而已,並且投入此類的醫療生技公司也日益增多,再加上互聯網結合AI學習對於醫療數據的整合分享,不同醫師的病理診斷與治療意見也能夠有更多的交流,甚至是能夠成為後續新進醫師學習的指引,因此,支持精準醫療邁向新的里程碑,也落實到不同區域國家的病人受惠。