遇见CHARM：一种新的人工智能工具，可在手术中解码脑癌基因组，实时进行肿瘤分析
CHARM是一种新的人工智能工具，能够在手术中解码脑癌基因组并实时进行肿瘤分析
在一项开创性的研究中，哈佛研究人员揭示了一种人工智能（AI）工具，能够在手术过程中快速解码脑肿瘤的DNA，提供关键信息，这些信息可以显著影响患者的预后。这种创新技术被称为CHARM（冷冻切片组织病理学评估与审查机），有潜力通过实时分子诊断改变神经外科领域，而以前这是一个耗时且具有挑战性的过程。
目前在神经外科中使用的诊断方法包括冷冻脑组织，并在显微镜下检查它。然而，这种方法存在一些限制，因为冷冻可以改变细胞的外观并阻碍准确的临床评估。此外，即使使用强大的显微镜，通过显微镜检查来检测微小的基因组变异仍然对人类病理学家具有挑战性。
CHARM是一个AI驱动的解决方案，用于克服这些障碍，并从冷冻病理切片中提取有价值的生物医学信号。通过在手术过程中迅速确定肿瘤的分子特征，神经外科医生可以获得关键的洞察力，了解肿瘤的侵略性和行为。这些信息使他们能够就大脑组织切除的程度做出明智的决策，这是在保护认知功能和有效消除恶性组织之间的微妙平衡。
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CHARM最重要的优势之一是它能够在手术期间便利地将药物包被的片剂直接注入脑部，以进行即时治疗。这种个性化的方法对某些对这种靶向治疗有良好反应的肿瘤特别有益。
该AI工具是使用来自不同患者群体的大量脑肿瘤样本进行训练的。CHARM在测试中表现出了令人瞩目的准确性，成功将具有特定分子突变的肿瘤区分为93％。此外，它根据其独特的分子特征和预后准确地分类了三种重要类型的胶质瘤，这是最侵略性和最常见的脑癌形式。
CHARM的功能不仅限于分子分析，它还捕捉周围组织的视觉特征，使其能够识别细胞密度较高和细胞死亡增加的区域，这是更具侵略性胶质瘤的一个明显标志。此外，该AI工具可以检测低级别胶质瘤中的临床重要的分子改变，这种肿瘤侵袭周围组织的可能性较小且不那么侵略性。
该工具通过将细胞的外观与肿瘤的分子特征相连接，进一步提高了其准确性，并模拟了人类病理学家对肿瘤样本进行视觉评估的方式。这种多维评估有助于全面了解肿瘤，确保更明智地制定治疗计划。
CHARM的潜力不仅限于胶质瘤；研究人员建议可以重新训练该工具以识别其他类型的脑癌，甚至可能是其他器官（如结肠、肺和乳房）的癌症。这种AI工具的适应性在跟上新出现的疾病分类并将最新知识纳入其中以保持最佳性能方面至关重要。
然而，在CHARM可以在医院进行临床使用之前，它必须在实际环境中进行严格的验证测试，并获得FDA等监管机构的批准。尽管如此，它对实时精确肿瘤学的影响是深远的，因为它为增强患者预后和优化脑肿瘤患者的治疗策略开辟了新的途径。
总之，CHARM的出现代表了神经外科的一大飞跃。通过在手术过程中实现快速准确的分子诊断，这个AI工具赋予神经外科医生做出重要决策的能力，这些决策对患者的生活有着重大影响。随着进一步的研究和验证的进行，实时精确肿瘤学的未来看起来比以往更加光明，为无数与脑肿瘤和其他形式癌症作斗争的人们带来希望。
