臨床新創 - 生醫產品研發
個人化精準腫瘤治療顧問-腦轉移腫瘤
2022-01-24
許哲瑜醫師團隊/國立臺灣大學醫學院附設醫院

許哲瑜、王偉仲、蔡欣翰、許馨如、謝侑倫、馬仕倢

根據研究,約有 20% 至 40% 的癌症患者終其一生會發生轉移性腦瘤,而隨著癌症醫學進步,有效的全身性治療及局部治療造成存活率提升,也使得腦轉移腫瘤的發生率也逐年升高。如何利用醫學影像特徵,在日益增多的腦轉移腫瘤患者中,選擇適當的個人化治療,例如:接受立體定位放射手術,避免傳統開顱手術之風險或全腦放射治療帶來的認知功能缺損,是精準癌症治療中的一個重要課題。基於推動腦轉移腫瘤個人化醫療的進步,本團隊開發了個人化精準腫瘤治療顧問 (Precision Cancer Medicine Advisor-Brain Metastases, PCA-BM),達到腦轉移腫瘤的精準偵測、腫瘤及周圍危及器官如:眼球、視神經、腦幹等之自動化圈選,以及接受立體定位放射手術後之遠端復發預後預測。
經由個人化精準腫瘤治療顧問協助,臨床醫師可快速得知腦部磁振造影影像中腫瘤的顆數及位置,並經由 PCA 所提供之腫瘤與周圍危及器官之距離參數,作為醫師解釋接受立體定位放射手術後之相關長、短期副作用之依據,此外,本軟體提供立體定位放射手術後之遠端復發速率,亦可作為適應症評估之參考。本軟體亦由健保署資料庫提供之影像及資料,驗證並拓展軟體之泛化能力,期待未來能嘉惠臨床醫師及患者。

評審推薦
1. 利用NVIDIA 訓練模組搭配深度學習演算法,開發出個人化精準腫瘤治療顧問,達到腦轉移腫瘤的精準偵測、腫瘤及周圍危及器官如:眼球、視神經、腦幹等之自動化圈選,以及接受定位放射和術後之遠端復發預後預測。
2. 可延長癌末病患壽命,評估治療效益以節省治療支出。亦由健保署資料庫提供之影像及資料,驗證並證明軟體之泛化能力。
2023年度精進成果
我們研發基於EGFR基因突變關聯性多模態影像體特徵之腫瘤復發預測模型,不僅在局部復發預測上與傳統方法相當(AUC: 0.750 vs 0.753),更能有效預測腦轉移腫瘤病人存活(HR: 1.63, p < 0.01 vs HR: 0.35, p=0.43),為臨床醫師提供放射治療決策之全面性參考。 我們進一步引入深度學習技術,開發可解釋性多模態醫學影像模型,預測肺癌腦轉移腫瘤的EGFR基因突變,訓練集及驗證集的AUC分別達到了0.901及0.814,同時在預測2年的復發AUC達到0.632,明顯高於依賴傳統EGFR基因檢測之預後預測效能(AUC:0.578)。此3D深度學習模型可視化腫瘤三維影像特徵,突破少量腫瘤組織界定的EGFR基因突變其難以描述空間異質性的局限,開啟了結合影像與基因變異的新研究方向,也為腦轉移腫瘤精準治療提供了革命性視角。
團隊簡介
許哲瑜
學歷 國立陽明大學醫學系、國立台灣大學基因體與系統生物學 碩士
國立台灣大學資料科學學程 博士候選人
現職 主治醫師
經歷 台灣大學附設醫院雲林分院 放射腫瘤科 主治醫師
國立臺灣大學醫學院(附設醫院)腫瘤醫學部 放射腫瘤科 主治醫師
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