新方法讓癌癥生存預測更精準
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記者14日從中國科學技術(shù)大學獲悉，該校蘇州高等研究院、生物醫(yī)學工程學院周少華教授團隊，提出更精準且可解釋的多模態(tài)癌癥生存分析新方法，讓癌癥生存預測更精準。
據(jù)介紹，這一突破性進展縮小了病理圖像與基因表達數(shù)據(jù)的“語義鴻溝”，讓癌癥生存預測更精準且可解釋，不僅能讓更多癌癥患者從精準治療中獲益，還可以避免過度治療，助力醫(yī)療資源最優(yōu)配置，為精準腫瘤診治鋪平道路。研究成果近日發(fā)表于《IEEE模式分析與機器智能匯刊》。
癌癥生存分析是精準醫(yī)學的關鍵環(huán)節(jié)，它能幫助醫(yī)生制定個性化治療方案，但傳統(tǒng)分析方法一直面臨“病理圖像和基因表達之間細粒度交互不足”的難題。
為解決這一問題，研究團隊開發(fā)出全新的“通路感知多模態(tài)Transformer(PAMT)框架”，通過三步實現(xiàn)多模態(tài)數(shù)據(jù)的細粒度交互和融合。
第一步，先讓單模態(tài)數(shù)據(jù)內(nèi)部“信息交流”，利用自注意力機制讓生物通路間、病理圖像塊間充分傳遞信息；第二步，通過全新的無配對標簽對比學習方法，讓生物通路和病理圖像塊的語義信息對齊，確保兩者“說同一種語言”；第三步，遵循“基因型決定表型”的醫(yī)學先驗，以生物通路為指導，實現(xiàn)兩種數(shù)據(jù)的精準融合，真正捕捉到癌癥發(fā)展的核心關聯(lián)。
研究發(fā)現(xiàn)，PAMT不僅預測效果突出，在膀胱癌、肺鱗癌、肺腺癌三種癌癥數(shù)據(jù)集上，其生存預測性能均顯著超過現(xiàn)有主流方法，并且展現(xiàn)出了優(yōu)秀的“可解釋性”。PAMT能夠協(xié)助病理醫(yī)生快速篩選影響生存的關鍵生物通路、定位全切片病理圖像中受通路影響的區(qū)域，并挖掘與預后相關的病理圖像特征。據(jù)悉，團隊已搭建公開網(wǎng)站，可視化展示186條生物通路對全切片病理圖像各區(qū)域的影響。 (記者 吳蘭)
