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人工智能在基于经典和新型光谱的癌症诊断方法中的进展。评论 Marina Zajnulina，博士，光子科学家和物理学家 https://orcid.org/0000-0002-9666-0534 联系方式：marina@physik.tu-berlin.de 2022 年 8 月 7 日 摘要 癌症是全球主要的死亡原因之一。快速安全的早期、术前和术中诊断可显著促进癌症的成功识别和治疗。在过去 15 年中，人工智能在增强癌症诊断技术方面发挥着越来越重要的作用。本综述介绍了人工智能应用在 MRI 和 CT 等成熟技术中的进展。此外，它还展示了与正在开发的用于移动、超快速和低侵入性诊断的基于光谱的方法相结合的巨大潜力。我将展示如何利用基于光谱的方法取代薄切片或苏木精-伊红染色，从而减少病理分析的组织准备时间。我将介绍一些光谱工具的例子，用于快速、低侵入性的体外和体内组织分类，以确定肿瘤及其边界。此外，我将讨论与 MRI 和 CT 相反，光谱测量不需要使用化学药剂来提高癌症成像的质量，这有助于开发更安全的诊断方法。总的来说，我们将看到光谱学和人工智能的结合构成了一个非常有前景且快速发展的医疗技术领域，它将很快增强现有的癌症诊断方法。 1. 简介 1.1 癌症是我们这个时代的瘟疫 根据世界卫生组织 (WHO) 的数据，癌症是世界各地的主要死亡原因之一，是一大类疾病，其特征是器官或组织无法控制的异常细胞生长。如果这些细胞侵入身体邻近部位或扩散到其他器官，我们将此过程称为转移。广泛转移是癌症死亡的主要原因（WHO：癌症，2022 年）。根据全球癌症统计数据，2020 年全球新增癌症病例 1930 万例（Sung 等人，2021 年）。同年约有 1000 万人死于癌症。仅在美国，预计 2022 年将新增约 192 万例癌症病例和 61 万例癌症死亡病例（Siegel 等人，2022 年）。新增病例最多的癌症类型是乳腺癌、肺癌、结肠和直肠癌、前列腺癌、皮肤癌和胃癌。其中最致命的类型是肺癌、结肠和直肠癌以及肝癌的恶性肿瘤（癌症）（WHO：癌症，2022 年；Wild 等人，2020 年）。虽然由于卫生和医疗水平的提高，过去 60 年来，传染病等造成的死亡人数一直在持续下降，由于总人口年龄的增长，癌症死亡人数正在增加。因此，世卫组织预计，到 2040 年，每年新增癌症病例数将超过 2700 万 (Wild 等人，2020 年)。癌症诊断和治疗的新发展有助于减缓这一趋势。在这篇评论中，我重点介绍了人工智能 (AI) 在肿瘤学领域的进展，肿瘤学是医学的一个分支，涉及癌症的预防、诊断和治疗。我展示了 AI 如何增强传统的诊断成像技术，例如 MRI（磁共振成像）或 CT（计算机断层扫描），并概述了基于光谱的新型方法，以实现更快、更安全的早期以及术中和术后诊断。
基于癌症诊断的方法。综述
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