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原创 李珊珊 知识分子 2025-08-03 15:52 北京

放射科医生利用AI比照查看病人CT

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6月24日，国际医学顶级期刊Nature Medicine发表的一项最新研究，报告了只需平扫CT即可检测胃癌早期病变的医疗AI模型GRAPE。

《自然·医学》论文

胃癌在中国的发病率和死亡率一直处于高位，每年新发胃癌病例近36万例，占到全球将近一半；死亡则近26万，在中国恶性肿瘤中死亡率高居第三。

与胃癌同样高发的日韩两国相比，中国胃癌的死亡率明显偏高——五年生存率35.9%，大约只有日韩的一半。

出现这种情况是因为胃癌筛查的经典手段——胃镜在中国的普及率不够高，超过70%的胃癌患者发现时已经到了中晚期，而日本和韩国则早在1983年和1999年起便分别实施了全国性的胃镜筛查计划。

在过去的30多年里，中国的医生一直在试图寻找便捷、成本低廉、患者依从性高的胃癌早期筛查方法。在影像AI与医学的交叉地带，这一困境终于迎来了新曙光。

阿里巴巴达摩院的医疗AI团队曾在2023年开发了胰腺癌筛查AI模型PANDA，通过“平扫CT+AI”的结合，准确识别早期胰腺癌病变。两年后，他们又和浙江省肿瘤医院程向东团队合作开发了胃癌筛查AI模型GRAPE——只需要一张腹部的平扫CT，即可由AI筛查是否需要进一步的胃镜检查。

在浙江两家地区医院的模拟机会性筛查试验中，GRAPE标记的高危人群，后续的胃镜检查的胃癌检出率分别达到24.5%与17.7%，且可以识别早期胃癌病变。

这巧妙地避开了全人群胃癌筛查对大量医疗资源的占用，为胃癌的早期筛查和诊断开辟了一条全新的道路。这种新技术的加持有望在未来显著改善胃癌患者的预后，降低胃癌相关的死亡率，成为中国乃至全球胃癌防控领域的一把利刃。

做医学生时，程向东立志做一名手术医生，威风凛凛地去开刀救人。

然而，当他在肿瘤医院做了多年外科医生之后，想法悄然转变。在肿瘤医院，有太多的无能为力——手术做得非常好，人却不一定能救回来。这位胃癌中心的学科带头人开始反思：应对一个肿瘤，不仅是开刀，“还要从预防筛查，到疾病的发生发展、综合治疗、晚期康复等等一整套都有全面的研究和布局”。

浙江省肿瘤医院党委书记程向东

而对胃癌而言，第一个短板便是出在“预防筛查”上。

“在我们的门诊上，30%以上的病人，首诊的时候已经是晚期了，几乎失去了手术的机会。一期的病人完全是可以治愈的，但到了四期，平均生存时间只有10-12个月，哪怕再好的药物，再高级的治疗手段，往往也很难挽回他们的生命了。”

对此，程向东时常觉得无力甚至痛心——“不是我们的临床能力不够，不是我们的手术水平不高，不是我们的药物或是诊疗理念不如日韩先进，关键问题是我们的早期检出率太低了。”

在日韩，胃镜筛查是一种常规的体检项目。程向东介绍，“在韩国，几乎是全民筛查。40岁以上的人，70%都会每两年自觉去做一次胃镜检查”。

而在中国，特别是在偏远地区，很多人一生都没做过胃镜。而《中华肿瘤杂志》2020年的《胃癌筛查现状的研究进展》一文提到，我国胃癌风险人群超过3亿。

长久以来，找到一种舒适、无创，而且足够便宜的方法来解决中国胃癌患者的早诊断难题，成了程向东心中的一个执念。

程向东曾在浙江几个胃癌相对高发的地区推行过胃癌筛查项目，他们利用问卷筛出了占全人群20%左右的高危人群进行胃镜筛检，最终的胃癌检出率只有1.16%，也就是说，发现1个病人，需要做将近100台胃镜，这是一笔巨大的医疗资源投入。 

胃镜检查之外，他还试过液体活检法，即通过血液或其他样本中的标志物来筛查胃部肿瘤。然而，这些检测成本很高，检出率的敏感性却偏低，无法作为标准筛查方法进行推广应用。

直到2024年年初的一天，他看到了一篇利用“平扫CT+AI”准确识别早期胰腺癌病变的论文，以及那篇论文配发的评论——“一个医疗影像AI的黄金时代已准备就绪”。（PANDA大模型的相关报道见《知识分子》之前推送：《自然?医学》刊登中国科学家关键突破：癌症筛查的黄金时代准备就绪）。

根据那篇论文，AI模型利用平扫CT进行胰腺癌早筛的特异性达到99.0%，敏感性92.9%，大大高于人工诊断。

能否利用平扫CT进行胃癌早筛？这个想法不可抑制地跳入了程向东的脑袋，他找到了夏英达，后者是约翰霍普金斯大学博士、阿里巴巴达摩院高级算法专家，也是那篇胰腺癌筛查文章的共同第一作者。而在达摩院AI团队的计划中，胃癌，作为人类致死率排名前10的肿瘤，早已在他们的视野之内。

胃癌专家和AI专家走到了一起，探索利用“平扫CT+AI”，作为胃镜之前的初筛。他们碰见的第一个问题就是，胃是一种“空腔脏器”。换句话说，它与胰腺这类的实性脏器有极大的不同，胃是个长期充斥着气体的容器，还是个外形和大小一直在变化的容器。

“胃的充盈状态会很大影响到它的形态，进而使得长在胃黏膜内壁上的肿瘤出现各种各样的形态和表现，对算法设计造成巨大的挑战。”夏英达说。

用平扫CT上筛查胃癌，这是过去人类医生难以完成的工作，只有在非常特殊的情况下，有经验的医生才能直接在平扫CT上找到肿瘤。

在这种情况下，医生们需要在对比度更大的增强CT上描画出肿瘤，再配准到平扫CT上，用这样标注过的图像去训练AI。在算法设计上，保证对肿瘤局部纹理识别的同时，也增强了其对胃部整体形态结构的全面理解。

6月，第一批标注好的CT影像准备就绪，包括3470例胃癌病例和3250例非胃癌病例。AI大模型开始进行训练迭代。5天时间，训练完成，这是一个决定整个项目是否往下走的第一个关键。

“跑了一批数据，模型达到一定的性能之后，心理上会有一个预期，如果第一次跑出来准确率很差，那就没必要往下做了。”论文的第一作者，浙江省肿瘤医院的年轻医生胡灿这样告诉《知识分子》。

小试牛刀的结果令人惊喜，此时“准确率已经变得非常高，二期以上胃癌准确率达到了80%，一期胃癌则大约有50%”。

最终，这个被称为GRAPE（Gastric Cancer Risk Assessment Procedure with Artificial Intelligence）的胃癌风险评估人工智能大模型，联合来自中国的东部、东北、西北、华南等地的20个医疗中心，开展覆盖近10万人的回顾性临床试验。这几乎是夏英达所知的胃癌领域最大的数据集。

研究组发表在《自然?医学》上的论文中写道：经过两万多例训练与验证后，研究者利用GRAPE展开了共7.8万多名患者的模拟机会性筛查。在两家地区医院里，GRAPE识别出高危人群，胃镜检查显示，其中胃癌患者的比例分别达到了24.5%和17.7%。检出病例里，约40%为无胃癌症状的患者。。

规范诊疗的情况下，早期胃癌患者的五年生存率可以达到95%以上，他们的治疗往往只需要腹腔镜微创手术，无需化疗或其他辅助治疗。这也就意味着，如果能够大规模普及这种筛查，胃癌从死亡率居高不下的恶性肿瘤，变成可调控甚至治愈的慢性病将成为可能。

从胰腺癌到胃癌筛查的连续攻坚，阿里达摩院医疗AI多癌筛查负责人、资深算法专家张灵总结道：“我们在胰腺癌上做了一个从0到1的科学发现，发现平扫CT可以筛查癌症，但这个发现能否被复制，能否被推广到空腔脏器中，胃癌筛查AI给出了肯定的回答。”

AI成功从平扫CT中识别早期胃癌

2023年，对于利用“平扫CT+AI”结合进行胰腺癌早筛的PANDA模型，《自然?医学》配发的评论文章指出：一个医疗影像AI的黄金时代已准备就绪。

新研究拯救生命的能力正在显现。

论文中，研究团队特意提到了一个案例。在2024年6月的筛查中，一位患者的腹部非增强CT扫描影像被GRAPE预测为高风险，后续的随访显示，该患者于该年8月被确诊为胃癌，病理检测显示为AJCC第IB期，即胃癌早期。

目前，浙江省肿瘤医院已经在PACS系统本地部署GRAPE模型，对前来医院各科就诊患者的每天产生的近千张平扫CT影像，AI持续自动检测、随时报警。

对于这种“机会性筛查”的重要作用，程向东举了另一个论文里的例子，“提前半年，在出现症状之前诊断胃癌”——他们对某医院一组胃癌患者确诊前的平扫CT进行回顾性分析发现，确诊6个月前的CT影像中，就已经能够准确判断出胃癌了。而6个月的差距，对于一些侵袭性强，需要与时间赛跑的胃癌，可能是早期和中期的区别，也可能是生与死的差别。

AI能识别各阶段胃癌

AI提前六个月识别出胃癌

及早诊断，为将来的治疗争取时间，这一点非常重要。这位中国抗癌协会副理事长提到：根据《“健康中国2030”规划纲要》，到2030年，所有肿瘤的五年生存率要提高15%，在胃癌领域，要达到这个目标，“最经济、最实惠，也是最有可行性的一条路线就是提升早期诊断率”。

目前中国胃癌的早期诊断率只有20%左右，他希望，在这项最新技术的加持，能够逐步提高到30%、40%，甚至像邻国日韩一样，实现60%以上，届时，中国的胃癌防治效果将呈现一种新的气象。

目前，在人类致死率排名前10的肿瘤中，除胰腺癌、胃癌之外，达摩院医疗AI团队的研究方向还包括食道癌、肝癌、乳腺癌、肠癌等，他们的最终目标是用一次平扫CT检查，解决多种重要疾病的智能筛查、辅助诊断与定量分析。

论文通讯作者之一的张灵说，作为日常坐在电脑屏幕前的AI科学家，很享受这项工作中“看到自己的技术拯救病人带来的成就感”，以及那种“计算机科学家和医学科学家在一起，探索新的可能，开创全新的方向”的愉悦感。