即使腫瘤是良性的，也會(huì)損傷周圍的血管和組織。如果是惡性的，就會(huì)變得咄咄逼人，鬼鬼祟祟，通常會(huì)造成不可挽回的損失。在后一種情況下，早期發(fā)現(xiàn)是治療和康復(fù)的關(guān)鍵。然而，這種檢測(cè)有時(shí)可能需要先進(jìn)的成像技術(shù)，而不是今天市場(chǎng)上可以買到的技術(shù)。
例如，一些腫瘤發(fā)生在器官和組織的深處，并被粘膜覆蓋，這使得科學(xué)家很難通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)方法直接觀察到它們，例如內(nèi)窺鏡檢查(通過(guò)細(xì)管將小型攝像機(jī)插入患者體內(nèi))。他們?cè)诨顧z的時(shí)候。特別是胃腸道間質(zhì)瘤，通常在胃和小腸中發(fā)現(xiàn)，需要苛刻的技術(shù)，這是耗時(shí)的，并且會(huì)延長(zhǎng)診斷時(shí)間。現(xiàn)在，為了提高GIST的診斷水平，來(lái)自東國(guó)家癌癥中心醫(yī)院的佐藤大樹博士、池松博司和桑田武司，以及來(lái)自理研高級(jí)光子學(xué)中心的田英夫洋子博士和廣司博士。東京科技大學(xué)的Toshimaka高松和我的Koei Soga開發(fā)了一種技術(shù)，該技術(shù)將近紅外高光譜成像(NIR-HSI)與機(jī)器學(xué)習(xí)結(jié)合起來(lái)。他們的發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《自然科學(xué)報(bào)告》上。
武村博士解釋說(shuō)：“這項(xiàng)技術(shù)有點(diǎn)像x光。這個(gè)想法是利用可以穿過(guò)人體的電磁輻射來(lái)生成內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖像，”他說(shuō)?！安煌氖?，X射線的波長(zhǎng)為0.01- 10納米，但近紅外波長(zhǎng)在800-2500納米左右。在這個(gè)波長(zhǎng)下，近紅外輻射使圖像中的組織看起來(lái)透明，這些波長(zhǎng)對(duì)患者的傷害甚至比可見光還要小。”
這應(yīng)該意味著科學(xué)家可以安全地研究隱藏在組織內(nèi)部的東西，但是在武村博士和他的同事進(jìn)行研究之前，還沒(méi)有人嘗試過(guò)將近紅外-高速成像用于胃腸道間質(zhì)瘤等深部腫瘤。在談及促使他們進(jìn)行這項(xiàng)調(diào)查的原因時(shí)，武村博士向開始研究之旅的已故教授致敬：“這個(gè)項(xiàng)目之所以成為可能，是因?yàn)橐压实慕鹁缓虢淌诖蚱屏酸t(yī)生和工程師之間的隔閡，建立了這種合作關(guān)系。我們遵從他的意愿?！?
武村博士的團(tuán)隊(duì)對(duì)12名確診為胃腸道間質(zhì)瘤的患者進(jìn)行了影像學(xué)實(shí)驗(yàn)，他們通過(guò)手術(shù)切除了腫瘤?？茖W(xué)家使用近紅外(NIR-HSI)對(duì)切除的組織進(jìn)行成像，然后請(qǐng)病理學(xué)家檢查圖像，以確定正常組織和腫瘤組織之間的邊界。然后將這些圖像作為機(jī)器學(xué)習(xí)算法的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，本質(zhì)上是教計(jì)算機(jī)程序區(qū)分圖像中代表正常組織的像素和代表腫瘤組織的像素。
科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，即使12個(gè)測(cè)試腫瘤中有10個(gè)被粘膜完全或部分覆蓋，機(jī)器學(xué)習(xí)分析仍然可以有效識(shí)別GIST，并以86%的準(zhǔn)確率對(duì)腫瘤和非腫瘤切片進(jìn)行正確的顏色編碼。武村博士解釋說(shuō)：“這是一個(gè)非常令人興奮的發(fā)展。不同類型的黏膜下腫瘤無(wú)需活檢即可準(zhǔn)確、快速、無(wú)創(chuàng)地診斷。這種手術(shù)需要手術(shù)，對(duì)患者和病人來(lái)說(shuō)都非常容易。醫(yī)生?！?
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