記者14日從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校蘇州高等研究院、生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院周少華教授團(tuán)隊(duì)，提出更精準(zhǔn)且可解釋的多模態(tài)癌癥生存分析新方法，讓癌癥生存預(yù)測(cè)更精準(zhǔn)。
據(jù)介紹，這一突破性進(jìn)展縮小了病理圖像與基因表達(dá)數(shù)據(jù)的“語義鴻溝”，讓癌癥生存預(yù)測(cè)更精準(zhǔn)且可解釋，不僅能讓更多癌癥患者從精準(zhǔn)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(zhǔn)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(jī)器智能匯刊》。
癌癥生存分析是精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它能幫助醫(yī)生制定個(gè)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(dá)之間細(xì)粒度交互不足”的難題。
為解決這一問題，研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出全新的“通路感知多模態(tài)Transformer(PAMT)框架”，通過三步實(shí)現(xiàn)多模態(tài)數(shù)據(jù)的細(xì)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(jī)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(duì)標(biāo)簽對(duì)比學(xué)習(xí)方法，讓生物通路和病理圖像塊的語義信息對(duì)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(xué)先驗(yàn)，以生物通路為指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)兩種數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)融合，真正捕捉到癌癥發(fā)展的核心關(guān)聯(lián)。
研究發(fā)現(xiàn)，PAMT不僅預(yù)測(cè)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(yù)測(cè)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(guān)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(yù)后相關(guān)的病理圖像特征。據(jù)悉，團(tuán)隊(duì)已搭建公開網(wǎng)站，可視化展示186條生物通路對(duì)全切片病理圖像各區(qū)域的影響。 (記者 吳蘭)
