jhsbj的个人博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/jhsbj

博文

数字病理+AI:肿瘤医生必知的新帮手

已有 256 次阅读 2026-1-13 17:46 |个人分类:生物科技|系统分类:观点评述

在肿瘤诊疗中,病理诊断是“金标准”,但如今这份关键服务正面临一个大难题——病理医生不够用了。在美国,每10万人里仅约6.4名病理医生,还要应对日益增多的癌症患者和不断复杂的诊断需求。更严峻的是,近3成(26.5%)病理医生已65岁以上,即将退休,人才缺口持续扩大。放到全球看,这种不平衡更突出:撒哈拉以南非洲部分地区,每150万人才有1名病理医生;有些资源匮乏的国家,公共医疗系统里甚至没有病理医生。

就在这时,数字病理学和人工智能(AI)站了出来。它们不只是“方便工具”,更像是“力量放大器”:能实现远程诊断、让不同地区的专家共享资源,还能自动完成重复工作。最终的目的很简单——让病理医生能把精力放在最需要专业判断的核心工作上。

如果说放射科是AI在医学领域的第一个“试验场”,那病理科就是下一个。几十年来,显微镜载玻片都是癌症诊断的核心。而现在,这块玻璃片不再普通,变成了可分析的“数据集”,实验室的工作台也逐渐成为可扩展的AI平台。对肿瘤诊疗团队来说,这还有个额外好处:已收集的组织样本能重新利用,解锁更多与病情进展、治疗效果相关的信息,补充基因检测的不足。

一、核心基础:数字切片,AI诊断的数据基础

十年前,把病理切片数字化,主要是为了方便远程咨询。但到现在,“全切片成像”已经成了AI在病理诊断中应用的基础。

2017年是个关键节点:美国食品药品监督管理局(FDA)批准了首个用于初步诊断的全切片成像系统(飞利浦IntelliSite),打通了这项技术落地的关键障碍。最近一两年,发展速度进一步加快——罗氏公司扩大了数字病理诊断系统的审批范围,将两款扫描仪纳入其中,这让实验室能常规用数字切片开展初步诊断,也为AI大规模应用打开了大门。

同时,“怎么算合格”的标准也已明确。美国病理学家学会发布了更新指南,成为很多实验室验证数字切片诊断能力的实用路线图,内容包括病例覆盖范围、同一医生多次诊断的一致性、重新审核流程等。指南里的关键数字要记好:每个应用场景至少需要60个病例验证,数字切片与传统玻璃切片的诊断一致性目标约为95%(实际加权平均值约95.2%)。如果你的病理合作机构遵循这份指南,后续整合AI就有了坚实基础。

对肿瘤医生来说,这意味着什么?简单说,一旦切片能可靠、大规模地数字化,病理诊断就不再是一次性的静态结果,而是可重复使用、可通过AI分析的数据信号。同一份活检样本,无需额外处理,就能为患者分诊、判断病情进展,甚至为治疗方案选择提供参考。

二、核心动力:AI基础模型,更强的诊断引擎

现在病理诊断已经进入“基础模型时代”,就像AI改变语言交流、放射诊断那样。以前,企业和实验室要为每个具体任务(比如判断某类肿瘤)单独训练AI算法,范围窄、适用性差。现在不一样了,会先在大量不同类型的数字切片上,预训练一个超大的基础模型,后续的具体工具只要对接这个“主干”,就能用更少的数据完成训练,还能更好地适应不同的染色方法、扫描仪和不同医院的场景。

PathAI公司的PLUTO-4就是典型例子。这个系列的模型,在来自50多家机构、涉及60种疾病、100种染色方法的55万多张数字切片(覆盖13万多名患者)上完成了自监督预训练。评估显示,它在多种病理分析任务上都达到顶尖水平,比如在难度极高的皮肤病理诊断测试中,准确率提升了两位数——这说明专门为病理诊断开展的预训练,效果十分显著。

这些AI模型不只是能区分癌症与非癌症,还能实现从“形态”到“分子”的跨越。早期结果显示,它们能从常规的苏木精-伊红染色切片中预测基因表达信号,还能捕捉到具有生物学意义的细胞结构。这对构建“形态-分子生物标志物”至关重要——简单说,就是能从诊断切片中直接分析出补充基因检测的信息,让诊断更全面。

对临床而言,结论很明确:更好的基础模型,能带来更强的诊断工具。具体表现为:诊断结果更精准、在不同设备和染色方法下不易出错、从研究阶段到合规可用工具的周期更短。

三、行业趋势:数据整合+标准化,加速AI落地

有两股力量在推动数字病理+AI的发展:一是大规模的数据整合,二是更清晰的远程诊断规则。

2025年8月,Tempus公司收购了Paige公司,明确目标是将Paige的约700万张数字切片与Tempus的多组学数据(如基因、蛋白等数据)合并,打造“肿瘤领域最大的基础模型”。随着这些数据集不断扩大,模型在更广泛、标注更完善的数据上重新训练,我们有望看到从科研发现到临床可用工具的周期大幅缩短。

同时,获得FDA批准的全切片成像系统和图像管理系统,正推动病理诊断中多个AI工作流程标准化。这对医院而言十分实用:现在可先试点一个AI模块,后续再添加其他模块,无需重新连接所有设备,大幅降低了落地难度。

四、关键保障:云技术+合规,支持远程诊断

如今,云技术与医疗合规进入新阶段,监管机构划定了明确界限,既为“云端病理诊断”提供了可能,也堵住了公共卫生紧急时期的漏洞。

美国医保和医疗补助服务中心的修订备忘录确认:只要满足特定条件,实验室可在主实验室的CLIA(临床实验室改进修正案)证书下,远程审核数字数据、诊断结果和图像(比如在家安全查看数字切片)。

但要注意一个即将发生的变化:公共卫生紧急时期的“灵活政策”即将终止——此前暂时允许无单独CLIA证书即可远程审核细胞学数字切片,该政策将于2026年3月23日结束。过渡期后,实验室开展远程细胞学检查必须具备单独认证。不过这不会影响外科病理数字切片的远程审核。另外需明确:无单独证书时,无法远程读取实体组织的玻璃切片。

总之:经过验证的数字切片+更强的基础模型+合规的云技术=可跨医院、跨科室扩展的AI诊断工具。亚专科医生无论身处何地,都能参与诊断,无需运送玻璃切片,也不用重复处理组织样本。经过验证的数字切片、更强大的AI基础模型、合规的云技术,已为临床可用的AI诊断搭建好舞台。这些技术不仅能辅助检测癌症,还能从诊断性活检样本中直接获取与病情风险、治疗获益相关的信息



https://blog.sciencenet.cn/blog-3302154-1518313.html

上一篇:巩固性胸部放疗有助于晚期小细胞肺癌的生存
收藏 IP: 111.29.187.*| 热度|

4 许培扬 宁利中 崔锦华 郑永军

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (0 个评论)

数据加载中...

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2026-1-14 03:23

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部