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人工智能在肿瘤领域的运用现状与发展方向
时间:2025-09-17

人工智能(AI)正在以前所未有的速度重塑肿瘤学领域。从临床文书工作到放疗靶区勾画,从药物研发到临床试验患者匹配,AI技术已经渗透到肿瘤诊疗的各个环节。然而,如何整合AI,使其真正服务于患者、避免成为难以理解的"黑箱",已成为全球肿瘤学界高度关注的核心议题。

2025年ASCO年会上,专家们展示了人工智能如何通过优化临床试验设计、智能诊疗决策和影像识别等技术,显著提升肿瘤学研究效率与临床诊疗精准度,并结合临床实践与最新研究,展望了未来的发展方向。

临床优先:AI整合的核心原则

临床价值永远是第一位!再先进的算法,如果不能解决实际临床问题,都没有意义。

当前最具实用价值的AI应用场景包括:

1.智能病历记录系统通过环境AI(ambient AI)技术,实时记录医患对话,显著减轻医生文书负担,让医护人员能将更多时间投入到患者照护中

2.再入院风险预测基于多模态数据,提前识别高风险患者,实现早期干预

3.临床试验智能匹配为患者快速筛选合适的研究项目,降低信息壁垒

这种"以患者和医生需求为中心"的整合方式,完全符合ASCO和NCCN在2024-2025年最新共识中提出的原则:AI应当作为临床决策的辅助工具,而非替代者。

成功实践:从放疗到临床试验的AI应用

1.放疗自动勾画革命

在放射肿瘤学中,靶区勾画传统上需要数小时甚至更长时间。基于Transformer架构的自动分割工具在ASCO 2025年会上展示了突破性成果:

靶区勾画效率提升超过60%,部分病例可在几分钟内完成

系统可在治疗中期根据肿瘤缩小情况动态调整计划,显著提升治疗精度

2.临床试验智能匹配

传统人工病历筛查通常需要数天至数周时间,而AI系统能够:

将5000名患者的预筛查时间缩短至1小时

多智能体(multi-agentic)AI相比"零样本"模型表现更加稳定,准确率接近专业研究协调员水平

支持去中心化临床试验模式,患者可在社区医院甚至药房完成入组流程,极大提高可及性


药物研发:AI加速抗癌新药发现


药物研发历来以周期长、成本高著称。AI技术的引入正在彻底改变这一现状:


1.AlphaFold带来的革命

由Demis Hassabis和John Jumper开发的蛋白质结构预测AI系统获得诺贝尔化学奖

解决了困扰科学界半个世纪的"Levinthal悖论",将蛋白质折叠预测从"需要宇宙历史级时间"的难题变为现实可能

2.多模态数据融合

整合数字病理(全片扫描+空间转录组学+外显子测序),精准预测肿瘤微环境变化

可用于评估免疫治疗敏感性,如通过调控T细胞浸润环境提升治疗效果

3.监管支持与投资机遇

美国FDA积极推动AI辅助药物研发,特别是在罕见病和小样本研究领域

多重掩码学习(masked modeling)等新技术的应用,大幅提升了候选药物筛选效率


破解困境:AI优化临床试验入组

"临床试验悖论"长期存在:全球有数千万癌症患者和数以万计的临床试验,却因入组不足导致大量研究提前终止。AI技术正在帮助破解这一困境:

1.患者中心化匹配通过"数字预筛选中心",实现患者信息与试验数据库的实时对接

2.智能提醒系统患者在就诊时,系统即可自动提示医生合适的试验机会

3.去中心化试验模式利用药房、影像中心等社区资源,使患者能够就近参与研究

4.流程效率提升传统入组流程需要4-30天,AI系统可将其缩短至1-7天

这一创新模式与ASCO 2025年教育会议提出的理念完全一致:通过建立跨机构、跨数据源的互操作网络,打破信息孤岛,让更多患者从临床试验中获益。


临床决策:AI辅助的机遇与挑战

AI问答工具(如OpenEvidence、ASCO Guidelines Assistant)正在临床快速普及:

显著优势提升指南和文献检索效率,辅助医生制定治疗方案

潜在风险如果缺乏权威数据库支持,可能产生不准确甚至危险的推荐

为此,国际权威机构(ASCO、NCCN、ESMO)强调:

1.必须建立在可信数据源基础之上

2.需要持续更新,避免模型老化或数据漂移

3.人类专家验证不可或缺,特别是在肿瘤学这种"每个决策都关乎生死"的领域

未来方向:AI应用的三大优先任务

未来五年需要重点关注的三大领域:

1.算法公平性(Algorithmic Equity)

当前AI模型大多基于学术医学中心数据,忽视了社区医院和弱势群体特征

需要通过联邦学习(Federated Learning)等技术提升数据代表性,减少医疗差距

2.AI生命周期治理

与传统药物不同,AI模型会随时间推移发生"漂移"

需要建立持续再训练与验证机制,确保在真实临床环境中的可靠性

3.人机交互优化

临床医生需要可解释、可追溯的推荐,而非黑箱输出

决策支持系统必须提供清晰、可操作的见解,减少信息过载


结语:机遇与挑战并存

AI在肿瘤学中的整合既带来巨大机遇,也面临重大挑战:

机遇方面:提升诊疗效率、实现精准医疗、加速药物研发、扩大临床试验可及性

挑战方面:数据偏差、模型漂移、透明度不足等问题亟待解决

未来五年,如果能够坚持透明、公平、可解释、以患者为中心的原则,AI将不会取代医生,而是成为临床工作中最强大的合作伙伴,帮助我们最终实现真正精准、个体化和公平的肿瘤医疗服务。

参考文献

          1. ASCO Daily News Podcast. From Clinic to Clinical Trials: Responsible AI Integration in Oncology. July 10, 2025.

          2. ASCO Annual Meeting 2025. Education Session: Digital Prescreening Hubs for Clinical Trials.

          3. ESMO AI in Oncology Task Force. Guidance on Artificial Intelligence in Cancer Care. Ann Oncol. 2024.

          4. NCCN Guidelines Insights: Principles of Artificial Intelligence Integration in Oncology. NCCN, 2025.

          5. Jumper J, Hassabis D. AlphaFold and the revolution in protein structure prediction. Nature. 2021.



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