阿里巴巴达摩院与浙江省肿瘤医院合作,利用其开发的AI模型DAMO GRAPE,首次实现了通过常规平扫CT提前6个月发现早期胃癌病灶的突破,相关成果发表于《自然·医学》。这一创新不仅极大地提升了胃癌的早期诊断率和患者生存率,也为胰腺癌等“癌王”的筛查提供了新的可能,预示着AI在医疗领域的深远变革。
在数字化的浪潮席卷各行各业之际,人工智能正以前所未有的深度和广度渗透到最关乎人类生命健康的领域——医疗。尤其是在癌症筛查这一与死神赛跑的战场上,AI的介入正在改写传统的诊疗路径。近日,一项由阿里巴巴达摩院与浙江省肿瘤医院联合完成的开创性研究,凭借其在胃癌早期检测上的突破,再次将全球目光聚焦到AI医疗的前沿阵地。1
技术原理与突破
胃癌,作为我国常见的恶性肿瘤之一,每年导致约26万人死亡,位居恶性肿瘤死亡人数的第三位。然而,若能在早期发现并有效切除,其五年生存率可高达95%至99%,甚至有治愈的可能。1 令人惋惜的是,由于早期胃癌缺乏特异性症状,且当前主流的“问卷+胃镜”筛查方法存在创伤性、依从性低和检出率仅1%左右的局限性,我国胃癌的早期发现率长期徘徊在20%-30%之间。
传统的医学影像学认知认为,胃部作为一个空腔脏器,其复杂的结构、内部内容物的干扰以及早期病灶多局限于黏膜层等特点,使得常规的_平扫CT_(非增强CT)难以用于胃癌筛查。这好比在模糊的画面中寻找微小的瑕疵,人眼往往难以辨别。
然而,达摩院与浙江省肿瘤医院的联合团队并未止步于此。他们洞察到,CT影像并非简单的图像,而是由一系列基于亨氏单位(HU value)的连续数值构成,不同的数值对应着不同密度的组织。这意味着,即使人眼无法分辨的微小变化,数据层面也可能蕴藏关键信息。正是基于这一深刻理解,团队构建了全球规模最大的胃癌平扫CT影像多中心数据集(6720例),并在此基础上研发出了革命性的AI模型——DAMO GRAPE。1
DAMO GRAPE模型展现出惊人的性能:其敏感性(揪出潜在胃癌不遗漏的能力)达到85.1%,特异性(准确识别而不虚假乱报警的能力)达到96.8%,相较于人类放射科医生,分别提升了21.8%和14.0%。1 这一突破的关键在于,AI能够从平扫CT图像中捕捉到人眼难以察觉的微小、微妙的病灶信号,这不仅是对传统影像学认知的颠覆,更是AI在数据层面深度挖掘能力的体现。
值得一提的是,这并非达摩院首次啃下医疗AI领域的“硬骨头”。此前,他们已成功攻克了被誉为“癌王”的胰腺癌筛查难题,推出了AI模型DAMO PANDA。胰腺癌因其发病隐匿、恶性程度高、缺乏有效筛查手段而臭名昭著。面对医生都难以在平扫CT上辨识的胰腺结构和病灶,达摩院团队创新性地借助增强CT进行病灶精确标注,再通过图像配准技术将标注信息映射回平扫CT,从而训练AI识别平扫图像上的微妙变化。1 DAMO PANDA已于2023年登上《自然·医学》,并被FDA认定为“突破性医疗器械”,其在2万多例CT检查数据中找出了31例此前被漏诊的胰腺癌病灶,其中2名患者在AI预警下成功完成早期手术并获得治愈,这无疑是AI医疗实用化的里程碑式事件。12
临床价值与社会影响
DAMO GRAPE的诞生,直接催生了“平扫CT+AI”这一全新的胃癌筛查模式。该模式的流程是:首先通过AI对常规腹部平扫CT检查患者进行初筛,随后对AI提示的胃癌高风险人群进行胃镜确诊。这种非侵入式、低成本、高效率的筛查手段,有望大幅提升胃癌的早期检出率。
临床研究数据显示,DAMO GRAPE在全国20个中心近10万人的大规模临床研究中表现出色。特别是在对11名患者确诊前的CT影像进行回顾性分析时,AI模型能够提前2到10个月发现胃癌病灶。13 其中一个典型案例是,一名2024年4月确诊局部晚期胃癌的患者,其6个月前的平扫CT影像经DAMO GRAPE分析,已提示存在早期胃癌病灶。这意味着,若当时AI已部署,该患者可提早6个月确诊并接受治疗,极大改善预后。1
这种“提前量”对于癌症治疗至关重要。早期发现意味着更小的肿瘤、更低的侵袭性,从而有更高的治愈率和更简单的治疗方案。在浙江和安徽等省份率先开展的大规模胃癌筛查试点中,“平扫CT+AI”模式的胃癌检出率最高达到24.5%,并且其中约40%的检出患者原本并无症状。1 这标志着AI正在填补传统医疗中无有效筛查手段的空白,将高危人群从“无症状晚期”的困境中挽救出来。
从更宏观的层面来看,这项技术不仅能够挽救个体生命,更对整个公共卫生体系产生深远影响。它提供了一种低成本、可普及的大规模筛查手段,降低了传统胃镜检查带来的普及难度和患者依从性问题。通过AI辅助,医生能够更精准、高效地进行诊断,提升整体医疗资源的使用效率,这对于我国庞大的人口基数和医疗需求而言,具有不可估量的社会经济价值。有预测认为,通过这种AI辅助的早期筛查,我国胃癌五年生存率有望从目前的30%提升至60%。2
AI医疗的未来图景
在ChatGPT等大模型技术占据科技头条的“AI 2.0时代”,许多科技公司纷纷涌向模型迭代、算力竞赛等热门方向。然而,阿里巴巴达摩院却选择了一条看似不那么“吸睛”,却能“改变人命运”的医疗AI之路。1
达摩院医疗AI实验室肿瘤早筛和影像智能算法负责人张灵指出,其团队专注于两大方向:肿瘤早筛(即“平扫CT+AI”筛查多种癌症)和影像智能(旨在打造全自动影像医生,提升诊断率)。这两种路径,前者是让AI完成人类医生做不到或做得不够好的事,后者则是让医生将能做的事做得更快、更好。这不仅体现了达摩院对技术实用性和社会价值的深度思考,也揭示了AI如何真正介入现实、深入行业、改变命运的路径。
展望未来,达摩院透露了其“一扫多查”的宏伟计划,即通过一次平扫CT,借助AI技术识别多种癌症和其他疾病。这彻底颠覆了传统的“一个癌种、一种检查、一套流程”的低效模式。1 在此愿景下,AI将成为一个强大的智能中枢,能够从日常的医疗数据中挖掘未被利用的深层信息,生成更具价值的结构化知识,从而形成更通用、更可信的智能能力。这种范式演进,将极大地提升医疗诊断的广度、深度和效率,让更多潜在病患在疾病萌芽期就被及时发现和干预。
达摩院在医疗AI领域的持续深耕,从攻克胰腺癌到突破胃癌筛查,无疑展现了其作为阿里技术体系中前沿孵化器的坚韧与远见。在AI时代的宏大叙事中,它正通过实际的科技成果,为公众描绘出AI如何真正改变我们生活的答案。