AI正在改变癌症治疗方式：从疾病诊断到个性化治疗方案

AI Is Changing The Way We Treat Cancer: From Diagnosing Disease to Personalized Treatment Plans

在切斯特县医院，先进的技术正在重新定义医学。特别是，我们重点介绍了两项可能具有突破性的创新：Ethos治疗系统和Ion机器人辅助支气管镜。

由人工智能驱动的Ethos治疗系统使我们的放射肿瘤学家能够在实时情况下以前所未有的程度个性化治疗计划。与此同时，我们的肺科医生正在对肺部难以到达的部分进行结节活检。这得益于Ion机器人辅助支气管镜这一突破，它有可能改变最致命的癌症之一的检测方式。这些新工具为患者带来了更多治疗选择、改善生活质量以及战胜疾病的新希望。

放射肿瘤学中的尖端技术

尖端的人工智能技术正在帮助切斯特县医院的放射肿瘤学家以前所未有的程度个性化癌症护理。而且，这只是人工智能在未来几年内可能彻底改变医疗保健的一个开始。

ChatGPT在过去一年中引起了全世界的想象。但聊天机器人的使用，尤其是人工智能在一般医疗环境中的应用，已经在美国各地变得相当普遍。它被用于转录医疗文件、改善医患沟通，越来越多地用于帮助诊断患者和协助医生更高效地确定治疗方案、临床工具和适当药物。

去年春天在切斯特县医院宾夕法尼亚大学医学放射肿瘤学项目中引入的Ethos治疗系统属于后者类别。它被认为是适应性治疗，这意味着与传统方法不同，Ethos可以根据肿瘤和患者解剖结构的变化调整治疗计划。通过使医生更好地可视化这些细微差异，该系统使放射肿瘤学家在每次剂量的递送中更加准确和精确。

改变和适应放疗治疗一直是放射肿瘤学家的梦想。这是因为人体不是一个静态实体，特别是在癌症治疗期间，切斯特县医院放射肿瘤学主任Andre A. Konski博士解释道：“我们在制定治疗计划时假设膀胱和直肠每天都会在同一位置，但实际上并非如此。膀胱和肠道的充盈程度每天都会有所不同，这些变化会对治疗产生重大影响。”

邻近器官和健康组织也可能移动。理想情况下，肿瘤会在整个治疗过程中缩小。然而，传统的治疗计划大多无法每天考虑到这一点。但Ethos治疗可以轻松整合各种高质量的诊断图像（如MRI、PET、CT）以及控制台上的每日迭代锥形束计算机断层扫描图像，几分钟内即可完成。通过Ethos提供的详细实时视图，放射肿瘤学家可以相应地调整规定的治疗方案。这会迅速生成多个定制计划，显示多种可能的辐射剂量分布。

“我们可以看到患者的解剖结构发生了什么变化，然后对原始治疗计划进行微调。”Konski博士说，“每天，我们都会重新评估适当的辐射剂量以及如何最有效地递送。”

随着癌症治疗变得更加创新，它们也变得更加有效和复杂。放疗患者现在经常接受更高的每日剂量。同时，癌症患者通常会同时接受其他癌症治疗，可能会增加治疗相关副作用的风险。在每次治疗中调整剂量和递送方式可以帮助减少患者的副作用，对于使用Ethos治疗的癌症类型，这些副作用可能包括皮肤刺激、疲劳、恶心、性功能障碍以及肠道和尿路问题。

Konski博士表示，目前还无法预测Ethos将如何影响整体结果。为了推动该系统的采用，开发该系统的Varian公司已成立了一个联盟，鼓励世界各地的放射肿瘤学家合作并分享数据。该联盟预计将开展临床试验，以开发基于证据的Ethos临床协议。在切斯特县医院，Konski博士表示，如果该系统继续显示出优于传统做法的优势，未来几个月可能会用于治疗更广泛的癌症患者。但他目前还无法确定这些优势的具体程度。

他可以肯定的是：人工智能将在医疗保健中长期存在。

除了Ethos的有限应用外，人工智能还在放射肿瘤学项目中用于生成健康组织的轮廓，基本上为医生提供了更清晰的肿瘤视图。“几乎所有治愈性癌症患者都会接受允许我们使用人工智能来生成正常组织的治疗。”Konski博士说，“随着人工智能学习更多，它将被应用于更多的应用中。从我们迄今为止所见，它是有前景的，但仍需要长期验证和研究。”

创新打开肺部通道（刻不容缓）

一种新的微创支气管镜正在改变肺癌的检测方式。这种突破性技术已经期待已久，因为肺癌往往直到晚期才被诊断出来。

据阿布拉姆森癌症中心医学主任Michael R. Costello博士介绍，肺癌比乳腺癌、前列腺癌和结肠癌的死亡率更高。“原因是75%的肺癌病例在晚期才被诊断出来。”Costello博士说，“尽管现在有非常好的治疗方法，但不幸的是，晚期肺癌仍然无法治愈。”

高风险发展肺癌的人群的筛查率远低于高风险发展乳腺癌的人群，这是一个早期发现的错失机会，切斯特县医院的肺科医生Rajesh J. Patel博士表示。

这种差异反映在五年生存率上。对于未扩散的前列腺癌男性，五年生存率为100%。对于非转移性浸润性乳腺癌女性，五年生存率为91%。对于所有类型的肺癌，五年生存率为23%。但如果在肺癌扩散前被发现，五年生存率可提高至63%，美国肺脏协会指出。

Patel博士表示，越早诊断，可用的治疗选项就越多。但问题不仅在于缺乏筛查。“许多肺癌始于这些小的、周边的结节，传统的支气管镜无法到达。”Costello博士说。

Patel博士估计，70%的肺癌结节位于肺部的外三分之一区域，这是一个“充满狭窄空间和狭窄气道的难以到达的区域”。换句话说，即使在筛查过程中通过影像检查发现了可疑阴影，对这些结节进行活检历来是一个巨大的挑战，很多时候唯一的实际选择就是等待观察其是否会增大。

但随着Intuitive Ion机器人辅助支气管镜的出现，情况正在发生变化。现在，肺科医生可以从肺部标准活检方法无法到达的部位提取小至一厘米的组织样本。

使用控制器，肺科医生引导一根超薄的机器人导管沿着预先规划的路径到达结节。CT扫描数据用于生成患者肺部的三维图像，直至分支和结节。高度灵活的导管可以导航通过狭窄的转弯。一旦到达目的地，导管锁定在结节上，针头获取组织样本。

“有了Ion，我们可以在更早的时间点对周边肺病变进行活检。”Patel博士说。结合更高的肺癌筛查率，“这有潜力带来变革。”Costello博士表示。

在Ion支气管镜引入之前，另一种用于周边肺结节活检的方法是经胸壁针刺活检。在这种方法中，介入放射科医生通过患者的肋骨间隙插入针头进入肺部，使用超声或CT扫描引导针头到达结节。

该程序并非没有风险。针头会在肺部造成一个小孔，通常会自行愈合。如果不能愈合，空气会泄漏到肺周围的空腔中，导致肺塌陷。根据美国胸科学会的数据，这种情况发生在大约四分之一的人身上。

到达结节并收集足够的组织进行活检也不是必然的。结节越小，到达其位置的难度越大，操作难度也越高。

尽管切斯特县医院也进行经胸壁针刺活检，但医院手术服务运营总监Erin Kini表示，这些活检的成功率不如Ion支气管镜。

在计划更换医院现有的支气管镜时，她最初预算了一种成本仅为Ion一半的支气管镜，但医院放射科医生担心其技术已经过时，且与他们较新的、尖端的成像设备不兼容。

Kini表示，最终促使她决定投入更高成本的原因是“我们可以通过这项技术扩展服务范围，为那些原本只能被监测的人提供服务。有了这项技术，我们可以更早地对抗他们的癌症。在这一点上，投资Ion变得至关重要。”

早期结果令人印象深刻。从去年6月到12月，因肺部CT扫描发现可疑病灶而被转诊到切斯特县医院的患者中，90%的人获得了明确诊断。（在此期间，27人在医院接受了Ion支气管镜检查。）在Ion支气管镜引入之前，50%的转诊患者获得了明确诊断。

“当谈到将诊断率从50%提高到90%时，这是一个巨大的改进。”Kini表示，“我们正在吸引新的患者。过去的标准是‘让我们等待和观察，因为结节太小，我们知道活检不会成功’。我们现在为人们提供了他们以前没有的选择，这是我最近见过的最令人印象深刻的进展之一。”

期望与赋权

大多数肺结节都是良性的。唯一确定的方法是通过活检，即从可疑区域收集组织样本并在显微镜下检查提取的细胞。

医生建议的活检程序类型将取决于结节的大小及其在肺内的位置。如果他们建议进行带有Ion的支气管镜检查，他们会将您转介给切斯特县医院的两名肺科医生之一：Rajesh J. Patel博士和Gaurav J. Patel博士。

该门诊程序在手术室进行。Rajesh Patel博士表示，从结节和附近的腺体收集多个组织样本。立即送往病理学家的一两个切片将在10分钟内提供诊断。术后，他会将额外的切片送往病理学家。这次将进行更复杂的分析，可能需要五天才能确认诊断。

如果检测到肺癌，下一步是分期工作，因为确定疾病的时间线对于确定治疗选项至关重要。这包括脑部的MRI（磁共振成像）和PET（正电子发射断层扫描）。

有两种类型的肺癌。小细胞癌通常扩散更快，比非小细胞癌更具侵袭性，因此它们有不同的分期。

无论哪种情况都可能令人担忧。但除了最初的震惊之外，还有赋权。“越早发现问题，就越有可能用不太激进的手段解决，从而获得更好的结果。”Kini表示，她曾是一名手术室护士。

了解更多关于切斯特县医院及其对切斯特县及周边地区人民健康和福祉的承诺。

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