课题来源：课题属于地方计划，来源于广东省科学技术厅，课题名称“膀胱癌人工智能一体化精准诊断平台的研发”，课题立项编号2018B010109006。

研究背景：随着人工智能技术的发展及健康医疗大数据平台的建设，人工智能辅助临床诊疗系统的研发变得可行且极具前景。膀胱癌是我国泌尿系统最常见的恶性肿瘤。由于精准诊断技术的缺乏，膀胱癌的诊断仍存在多个亟待解决的问题。本项目拟利用人工智能术，构建膀胱癌人工智能一体化精准诊断体系，从而解决 膀胱癌诊断过程中存在的问题。本项目属于人工智能技术在医学领域的应用研究，有望成为最新人工智 能技术在医疗领域应用的成功范例。

二、技术原理及性能指标

1、膀胱癌淋巴转移AI诊断系统在内部及外部测试集中AUC均超过0.97；对淋巴结微转移癌灶的诊断敏感性显著高于病理医生（98.3% vs 94.7%）；人机协作时大幅节约人工阅片所需时间（-23.3%）。研究成果已发表于《Lancet Oncology》，并获授权国家发明专利，系统已在全国多中心投入临床使用。

2、膀胱癌肌层浸润AI诊断系统在验证集中，patch级别和WSI级别的AUC均超过0.87，与传统阅片诊断相比，具有快速高效、节约人力、促进医疗水平同质化等优点。研究成果已发表于《Journal of Translational Medicine》。

3、膀胱内镜AI诊断系统在内、外部验证中的AUC均超过0.99，在微小病灶及原位癌亚组中，诊断敏感性显著高于临床医生（95.4% vs 75.4%）。研究成果已发表于《Journal of the National Cancer Institute》，并已被2022年《中国泌尿外科和男科疾病诊断治疗指南》收录，已在超过20家医院落地应用。

4、尿液脱落细胞学智能诊断系统能自动识别尿路上皮癌，并提高传统细胞病理医生的诊断灵敏度，有助于减少误诊，避免不必要的内窥镜检查，促进膀胱癌的无创精准诊断。

5、基于深度学习和影像组学的膀胱癌临床T分期智能诊断系统，在外部验证中诊断准确性超过0.80，自动分割算法的DICE系数达0.85，是第一项将临床风险因素纳入术前肌层浸润预测的研究，是胱癌肌层浸润一项重要的术前无创评估工具。研究成果已发表于《Cancer》，并被指南收录。

6、泌尿系感染结石无创诊断系统能够在术前分析结石成分，从而优化尿路结石疾病的管理，并改善患者的预后。研究成果已成功发表于《Kidney International》。

7、术前诊断肾上腺嗜铬细胞瘤的影像组学模型在内部和外部验证集中的AUC分别为0.880和0.807，可作为一种无创、安全、简单易行且准确的方法用于日常临床实践。研究成果已发表于《Journal of Translational Medicine》。

8、基于CT的COVID-19精准诊断、定量测量以及预后预测的智能系统能够准确诊断并为放射科医生和内科医生提供帮助。结合临床预后评估功能，该人工智能系统可协助放射科医生、急诊室医生和肺科医生等内科医生快速准确地诊断患者，并通过生成的预后评估协助内科医生确定需要密切监测、早期干预和/或支持的患者，以及这些需求的预计时间。该成果已发表于顶级期刊《Cell》。

9、基于胸片的COVID-19鉴别诊断智能系统在测试集中区分新冠肺炎和其他病毒性肺炎的AUC为0.914，可以协助放射科医生快速、准确识别COVID-19。此外，还可以帮助初级放射科医生达到高级放射科医生的水平，并协助判断COVID-19患者病变的严重程度。这表明它可以作为急诊、偏远地区或发展中国家的一线辅助工具，该成果已成功发表于《Nature Biomedical Engineering》。

三、技术的创造性与先进性

1、应用人工智能的方法来提高膀胱癌诊断过程中不同环节的准确性；

2、构建膀胱癌人工智能一体化精准诊断系统，覆盖膀胱癌全流程（诊断、T分期、N分期）过程，并在多中心应用推广；

3、基于影像组学及人工智能构建嗜铬细胞瘤以及感染性结石无创性诊断模型；

4、基于人工智能及CT、X光图像构建新型冠状病毒诊断及预后模型。

四、技术的成熟程度，适用范围和安全性

该研究针对膀胱癌目前临床诊断治疗中存在的系列问题，基于已有的人工智能技术，研发全链条覆盖膀胱癌内镜、影像、细胞病理及大体病理系列诊断环节的 AI 一体化精准诊断平台。此外，还利用迁移学习技术，将 AI 应用于其他病种，包括新型冠状病毒、尿路结石、肾上腺瘤以及前列腺癌的诊治中。

五、应用情况及存在的问题

在广东省科技厅支持下，我们联合中山大学、深圳视见医疗科技有限公司、广州市云润大数据服务有限公司，基于最前沿的AI技术，研发全链条覆盖膀胱癌内镜、影像、细胞病理及大体病理系列诊断环节的人工智能一体化精准诊断平台，解决膀胱癌诊疗过程中面临的系列难题，实现膀胱癌的精准诊疗。本研究的一系列成果为目前膀胱癌诊断治疗及科学研究奠定了坚实基础及典范，在全国多家医院进行应用推广。

六、历年获奖情况

以该项目相关研究成果作为核心成果获得全国创新争先奖、广东省科技进步一等奖、广东省医学技术奖一等奖、广东省丁颖科技奖。

七、成果简介要向社会公开，请不要填写商业秘密内容

本研究成果可向社会公开。