Precision Cancer Advisor (PCA)

精準腫瘤治療顧問


PCA

精準腫瘤治療顧問


  • 個人化精準醫療


國立臺灣大學 MeDA Lab,與臺大醫院放射腫瘤科許哲瑜醫師團隊,開發「精準放射腫瘤治療顧問」(Precision Cancer Advisor, PCA)。PCA 具備自我學習的智慧功能,超越一般 AI 模型成效,可以輔助放射科醫生精準地圈選小顆的腦轉移腫瘤,提供病人早期腦轉移癌症的偵測,以及預後預測,藉以協助醫師快速精準規劃放射治療的療程。

  • 世界首創腦轉移腫瘤 病灶分割 輪廓評估 預後預測 三合一人工智慧診療輔助系統


精準的腫瘤治療預後評估系統是精準癌症醫學的基石,其中,放射影像扮演著關鍵角色,如何篩選適當的腦轉移腫瘤患者,使其接受腦部立體定位放射手術,避免傳統開顱手術之手術風險或全腦放射線治療帶來的認知功能缺損,是腦轉移腫瘤患者之精準癌症醫學的重要課題。


為了加速腦部立體定位放射治療之前置部署及減少醫師前置作業和評估之負擔,並且提供腦轉移腫瘤接受立體定位放射手術後之遠端復發預測,我們開發了高精準立體放射手術全程規劃智慧顧問,首先利用神經網絡架構搜索(Neural Architecture Search,NAS)精煉後之三維深度學習網路以及局部及邊界圖像分割損失函數,建立腦部轉移腫瘤及周圍危及器官,例如:眼球、視神經、視交叉以及腦幹之自動標註系統,並且提供腦部轉移腫瘤標註結果可信度預測以提供臨床醫師之覆核及腫瘤邊界修正參考,本系統提供的腫瘤標註結果下,更進一步依據腦部磁振造影影像,提供此病人接受立體定位手術後之遠端復發速率,可作為醫師與病患討論是否接受腦部立體定位手術之參考,同時,本系統亦提供腫瘤與顱內各危及器官之空間分布參數,可提供臨床醫師解釋立體定位放射手術後之放射線相關短期及長期副作用之嚴謹依據。


經由健保署人工智慧影像資料庫提供之影像及相關資料,使 PCA 團隊所開發的「精準放射腫瘤治療顧問」,可以逐步地在全國性資料庫進行驗證及拓展其泛用性,也期待未來能佈建第一線的醫療場域上,提升整體醫療品質

挑戰

  1. 目前難以為腦轉移瘤患者訂定可施以立體定位放射手術之標準

  2. 腦轉移瘤早期難以靠肉眼發現

  3. 醫師仍需透過手動標註確認模型效能


解決方案

  1. 結合 NVIDIA 技術和最新之演算法,使模型能偵測小顆腫瘤

  2. 使用深度學習提供醫師預測腫瘤標註之可信度,降低標註之負擔

  3. 使用影像組學分析腫瘤組塊並透過視覺化腫瘤及腦部重要器官,提供醫師解釋手術之必要性及相關長短期副作用之依據


結果

  1. 提供醫師小腫瘤之偵測及相關之評估數值

  2. 提供醫師腫瘤及腦部相關器官之可視化

【健保 25 週年健保資料人工智慧應用研討會 活動留影 (2020 年 10 月) 】