我国每年新增膀胱癌患者9.2万人 ,“逸仙方案”助诊疗︱关注国家科技进步奖

6月24日上午,全国科技大会、国家科学技术奖励大会、两院院士大会在北京举行。中山大学孙逸仙纪念医院林天歆等完成的“膀胱癌精准微创智能诊疗技术创新与推广应用”项目获得科学技术进步奖二等奖。
其中,项目组首创膀胱癌人工智能数字化诊断新技术,研发了国产手术机器人辅助腹腔镜系统,打破了技术壁垒和外国垄断,目前已在全国600多家医院应用,全方位提升了我国膀胱癌诊疗水平以及患者生存率和生活质量。
现状:
我国每年新增膀胱癌患者9.2万人
膀胱癌是泌尿系统最常见的恶性肿瘤,据统计,我国每年新增膀胱癌患者9.2万人,约有4.3万人死于膀胱癌。目前,膀胱癌诊疗存在四大难题:“早诊难”,缺乏精准早诊技术,导致诊断晚疗效差;“易漏诊”,人工判断微小病灶易漏诊和效率低,造成复发率高;“创伤大”,传统开放手术创伤大,性和控尿功能丧失;“装备落后”,微创手术机器人技术被国外垄断,迭代滞后。
针对上述难题,中山大学孙逸仙纪念医院泌尿外科林天歆教授和黄健教授带领团队经过二十余年耕耘,在膀胱癌早诊、AI数字化技术应用、精准微创手术及腹腔镜手术机器人研发等方面,取得了系列创新成果,给出了一套“逸仙方案”。
新方法:
建立膀胱癌尿液无创早诊方法
膀胱癌传统早诊方法主要为尿液细胞学检查,阳性率不足40%;而作为诊断金标准的膀胱镜和病理活检,有创且耗时长,难以实现人群筛查。
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团队于2017年通过队列系统筛选和建模优化,建立了基于2个基因DNA甲基化的膀胱癌诊断技术,形成国内首个尿液DNA甲基化产品UriFindTM。
将膀胱癌早诊总体敏感性从58.0%提高至90.0%,Ta期检出率从32.7%提高到79.2%、复发检出率从31.4%提高到89.5%。与欧盟同类型产品相比,检测数更少、成本更低,在早期、微小和复发肿瘤诊断上表现出显著优势。
该技术获得国家医疗器械注册证、美国FDA突破性医疗器械认定、欧盟CE认证等多项认证。新技术:国际首创膀胱癌人工智能(AI)数字化诊断技术传统尿液脱落细胞诊断膀胱癌敏感性低,该团队应用深度集成学习技术,研发细胞学AI病理诊断技术,准确率近90%。
将该AI技术与细胞学制片染色一体机、切片扫描仪、云平台服务器进行整合,开发一体化人工智能马桶,实现快速自动化检测,将在体检中心、养老机构等实现膀胱癌筛查。
膀胱镜是诊断和切除膀胱癌的主要手段,但受限于医生的经验,扁平/微小病灶易漏诊,导致术后复发率高。项目团队基于7万余张膀胱镜照片,开发了内镜AI诊断技术,实现膀胱镜下占位病变的全自动识别、分割与诊断,准确率超过97%,而用时仅为人工的1%,对于原位癌的诊断敏感性从人工的50.0%提高至83.1%。该技术可显著提高年轻医生和基层医生的诊治水平,缩短学习周期。
淋巴清扫后,病理医生需要阅片100~150张以判断有无淋巴结转移,工作强度大,特别是微小转移灶易漏诊。项目组基于高分辨率卷积网络,在国际上率先研发膀胱癌病理淋巴结转移AI诊断技术,AUC达0.998,人机协同可减少90%病理阅片时间。成果以封面文章发表在肿瘤学顶级期刊Lancet Oncol,同期评述称其为“数字病理与深度学习相结合的典范”。
新领域:
开创腹腔镜与机器人膀胱癌微创手术领域
传统开放根治性膀胱切除术存在创伤大、无法控尿、男性性功能丧失、女性生育功能丧失等问题。
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团队早于2000年率先引入腹腔镜技术,首创回肠M型储尿囊、劈开乳头式输尿管种植等方法原位重建新膀胱;并于2016年率先将机器人用于膀胱癌手术,创建“面纱”技术和功能尿道固定延长术。
实现了控尿功能在1-3个月内快速恢复,男性性功能保留率从10%提高至76%,女性保留生育功能。该术式已惠及膀胱癌患者2万余名,成为国内膀胱癌的标准术式。
新系统:
研发国产腹腔镜手术机器人系统
长期以来,我国手术机器人依赖进口,不仅设备耗材价格昂贵,还比国外晚一代。项目组牵头攻克了主从双向映射控制、仿生关节控制等一系列关键技术,成功研发出多孔腔镜手术机器人系统;更进一步突破了九轴联动多级传动技术、单臂集成设计,独创“肘关节藏袖”设计,成功研发国内首款单臂单孔机器人,在图像延时、操作范围、手术导航等诸多方面达到国际领先水平。目前已装机47家医院,完成1200多台机器人手术。
文 、图︱ 记者 黎秋玲
通讯员 刘文琴 黄睿 林栩琪