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張金堅、葉顯堂:AI助攻乳房攝影,判讀更精準、揪出早期乳癌
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發佈日期:2026/06/02
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文/張金堅、葉顯堂

 

AI技術的發展現今已突破了僅用於癌症檢出,逐步拓展延伸至乳癌風險預測,將這兩種技術結合使用,對於提高乳癌篩檢的準確性及效率,並可為高風險群體提供個人化的篩檢方案,深具重大意義。

 

乳房X光攝影用於乳癌篩檢,在國外已證實可以增加早期乳癌的發現率,同時可降低乳癌的死亡率,依據台灣的乳癌篩檢實證,亦證實可以使01期乳癌的發現率增加30%,並使乳癌的死亡率降低41%。但傳統乳房X光攝影在乳腺高緻密度、微小病灶及不同影像專科醫師判讀差異性方面也存在一些限制。有些國外醫療制度採行由兩位影像醫師判讀,即所謂「雙判讀制度」,可以增加準確度,但醫療人力短缺也造成另一大困境(圖一)。

 

 

近年來由於人工智慧(AI)的快速發展,AI在醫療影像醫學領域的應用極具潛力;像提升影像辨識能力,也許可以在乳癌篩檢過程中改善「篩檢評估指標(endpoint)的表現」,如:CDRCancer Detection Rate, 癌症檢出率)、RRRecall Rate, 召回率)、PPVPositive Predictive Value, 陽性預測值)、Interval Cancer(間隔癌率),以及篩檢偵測到的乳癌之病理及分期(侵襲癌比率、腫瘤大小、淋巴結狀態、分子亞型表現),同時對醫療人力利用方面帶來一些幫助。

 

有鑒於此,瑞典率先提出第一個隨機對照臨床試驗(MASAI),而後相繼有ScreenTrust CAD(瑞典)及AI-STREAM(韓國)進行同層級的臨床試驗。另外,在真實世界導入的有匈牙利以AI作為安全網、德國PRAIM及美國ASSURE的臨床試驗,都有一些正面結果,但其導入模式各有不同。本文將整合現有臨床試驗的結果與一些專家的看法,嘗試比較不同工作流程設計的利弊,同時對台灣將來在這方面能否導入,以及如何進行分階段運作,提出一些看法與建議。

 

本文作者分別參加今年325日至27日於西班牙巴塞隆納舉辦的第15屆歐洲乳癌醫學年會(EBCC),及42325日在韓國首爾舉辦的2026年世界乳癌年會(GBCC),會中對人工智慧的篩檢介入亦有不少相關議題著墨,值得大家重視與關注。

 

有關AI輔助乳癌篩檢的臨床試驗

瑞典MASAI隨機對照試驗是全世界第一個導入人工智慧(AI)協助乳癌篩檢的隨機對照試驗,從20214月至

202212月,總共收集105,934篩檢人數,並將受檢婦女分成兩組。一組為試驗組(AI組),將AI評估風險分數作分流:多數低風險片採單讀,高風險片則雙讀,並在讀片末端提供AI呈現標記以作決策支援;另一組為傳統控制組,即傳統的標準雙讀,由兩位影像醫師判讀,並分為三個階段提出成果報告。

 

◎第一階段:有關臨床安全性(早期分析,2023年,發表於《Lancet Oncology》)的結果顯示,癌症檢出率(CDRAI6.11000(共檢出338人)vs.對照組5.11000(共檢出262人),AI實驗組比對照組多檢出侵襲性乳癌共76例。

 

◎第二階段:乳癌特徵及早期效能(中期分析,發表於《Lancet Digital Health》)證實癌症檢出率AI組增加29%,主要檢出較多為微小型、淋巴結陰性,且非管腔A型的腫瘤。

 

◎第三階段:(主要終點指標:間隔癌),後段分析,(20262月發表於《Lancet》)發現間隔癌比率AI1.551000vs.1.761000PR0.88達到非劣性,敏感度提高(80.5%vs.73.8%),而兩組特異度相同。基於上述三階段的試驗結果,《Lancet》(刺胳針)醫學期刊給予極佳的肯定,認可瑞典MASAI是個非常成功的隨機對照臨床試驗。在安全性及臨床功能的方面均有正面的效果,包括間隔癌不增加、敏感度提升、特異度持平,並減少讀片的工作負荷量。

 

而後世界各國相繼有不同隨機對照試驗

包括韓國AI-STREAM(單一讀片同步AI輔助),英國AIMS(取代雙讀片的第二讀片人),及GEMINI多樣的工作(分流+額外AI讀片捕捉)等大型前瞻性試驗,證實AI的應用已跨越理論階段,確實可維持或提升篩檢效率,同時可減少約40%90%的讀片量,詳見(表一)及(表二)。這其中以南韓的研究最值得我們參考,因為都是單一讀片制度。

 

 

 

特別在瑞典MASAI的臨床試驗中,更具特色的是間隔癌的發生率稍有降低,而且所減少的間隔癌多為非管腔A型乳癌,可能有助於減少較具侵襲性的乳癌,其降低幅度約為27%(如三陰性、HER2陽性及管腔B型等)極具臨床價值,如(圖二)所示。

 

 

真實世界的臨床試驗

在真實世界臨床研究方面,目前已有瑞典ScreenTrustCAD、匈牙利Safety Net、德國(PRAIM)及美國ASSURE等多項臨床試驗採用不同的AI系統輔助方法,進行乳癌篩檢評估,其AI輔助方法及篩檢試驗核心矩陣,詳見(圖三)及(表三)。

 

 

 

 

從(圖三)讓我們了解,AI的運作方法及介入模式大致可分為下列三種:

分流機制(triage):將低風險影像交由單讀或快速通過,把人力集中在高風險影像, 瑞典MASAI即屬此類。

 

MASAI試驗顯示,AI輔助的篩檢能夠提高29%的癌症檢出率,尤其是侵襲性乳癌,同時降低12%的間隔癌率,並提升檢出敏感度(80.5%對比73.8%),而特異度保持相同。

 

讀者替代(reader replacement):以AI取代第二位讀片醫師,例如ScreenTrustCAD採用「一位放射科醫師+AI輔助判讀」的模式,與傳統「兩位放射科醫師共同判讀」進行比較。

 

安全網複核模式(safety netadditional reader):在醫師判讀為陰性後,由AI抽出高風險案例送再送回醫師進一步複核,匈牙利(雙讀)、ASSURE(單讀)及PRAIM(雙讀)屬於此種模式。AI的引入還能顯著減少40%90%的篩檢工作量,AI減少了影像醫學科醫師的負擔,給予專科醫師能夠更專注於高風險病例。

 

人工智慧(AI)導入臨床實務的重要性

人工智慧(AI),尤其是深度學習(Deep Learning)技術,在乳房攝影篩檢範疇中展現了極大的潛能。AI系統能夠自動識別乳房影像中的異常區域,幫助放射科醫師提高癌症偵測率,特別是對於細微的病變和緻密乳腺組織的檢測。AI的核心技術,卷積神經網路(Convolutional Neural Network, CNN),通過自動學習影像中的特徵,能夠從海量影像數據中提取出有意義信息,進行輔助診斷,此技術在多次癌症臨床試驗已證實其效用,包括:

 

癌症檢出率(CDR)提高

多項研究證明,AI能夠顯著提高乳房攝影篩檢中的癌症檢出率,特別是在小型癌症和侵襲性癌症的檢出方面。例如,在MASAIPRAIM等研究中,AI系統顯示出比傳統篩檢更高的癌症偵測率。

 

召回率(Recall Rate)的降低

AI能夠對乳房攝影影像進行風險分層,將風險較低的影像標註為正常,將高風險影像推送給醫師進行進一步檢查。這樣的篩選機制能有效地降低不必要的召回率。

 

 

減少間隔癌的發生率

目前的數據顯示,有減少的跡象,但仍未達統計學上的差異,侵襲癌的惡性度也降低,但仍需進一步更多的臨床數據來支持。

 

工作負擔的減輕

AI能夠對篩檢影像進行初步解讀,將風險較低的病例排除在外,僅將需要進一步檢查的高風險影像推送給醫師。這樣,放射科醫師可以將更多時間和精力集中於複雜的病例,進而提高整體篩檢效率。

 

提供風險分層與個人化篩檢

AI技術還能夠根據影像數據和過往病史進行風險分層。這樣可以根據患者的個人風險量身定做篩檢計畫,對高風險群體進行更頻繁的篩檢和監控,從而提高篩檢的效果並減少漏診。

 

AI風險預測模型

MIRAIAI風險預測模型則不同於癌症檢出系統,它是基於乳房X光影像來預測乳癌風險(如5年內的風險)。這些模型通過分析乳腺的紋理、影像特徵等數據,能夠提供不同於傳統臨床模型(如Gail模型、Tyrer-Cuzick模型等)的風險預測。

 

MIRAI模型的表現顯示,它在乳癌的5年預測中,比傳統模型具有更好的預測準確性,且能提供較好的風險分層。然而,該模型也存在過高預測低風險婦女風險的問題,這需要進一步的調整和優化。

 

AI檢出系統與風險預測模型的區別與結合

AI檢出系統(如MASAI試驗中的應用)旨在檢測當前影像中的癌症,並幫助醫師識別可疑病變,通常用於篩檢中的即時決策。而AI風險預測模型則專注於預測未來乳癌的風險,並有助於定制個性化的篩檢計劃,特別是對於高風險群體。

 

這兩者並非互相替代,而是相輔相成。結合這兩種AI技術,可以進一步提高乳癌的早期發現率並優化篩檢流程;例如,一項研究顯示,將AI檢出系統與乳腺影像紋理風險模型結合,可以提升對間隔癌和長期癌症的預測。

 

然而截至目前AI仍無法標準化的法規監管,EUSOBI(歐洲乳房影像學會)、ECIBC(歐洲執委會乳癌倡議)、NCCN(美國國家綜合癌症網格)仍認為AI只是輔助工具的角色,不能完全取代放射科醫師的判讀。(表四)

 

 

雖然AI有上述諸多正面效益,但AI仍面臨下述四大關鍵問題:

❶AI必須有科學數據支持,且在不同族群或情境中同樣有效。

考量實施AI的經濟成本,以及該系統是否能長期穩定運作。

涉及法規監管、確保病人安全以及符合醫學倫理準則。

必須具備持續的測試驗證及品質管控,以確保AI的應用始終符合標準。

 

結語

基於多國臨床試驗結果,AI在乳房X光攝影篩檢中可扮演重要角色,不僅有助於提升癌症檢出率與篩檢安全性,包括敏感度上升、特異度持平、間隔癌減少,也可提升篩檢效率,減輕讀片工作量。然而,若要在台灣普遍施行,仍需建立可控的工作流程與嚴謹的規劃。

 

目前台灣乳癌篩檢流程,主要依循「公費篩檢→單一醫師判讀→召回診斷→病理回饋→癌症登記∕進行治療」的模式進行。在放射科醫師人力嚴重短缺、乳癌篩檢量快速增加的情況下,AI應如何導入現有流程,政府機關應會同相關學者專家及專科醫學會,開始思考如何籌備與執行。這已是迫在眉睫、刻不容緩的重要任務。

 

AI技術的發展現今已突破了僅用於癌症檢出,逐步拓展至乳癌風險預測。將這兩種技術結合使用,有助於提高乳癌篩檢的準確性和效率,並可為高風險群體提供個人化的篩檢方案,深具有重大意義。然而,為了確保AI的臨床應用成功,仍需要克服一些挑戰,包括數據的校準問題、模型的普適性及法規監管等。

 

展望未來,期待能透過充分討論,建構一套具體、完整且可全面落實執行的AI輔助乳癌篩檢方案。將來也許需要重新定義放射科診斷醫師的角色,讓其從大量篩檢個案的判讀者,進一步提升為高複雜度診斷的仲裁者。放射科醫師仍居於主導地位,而AI則可成為數位判讀者,作為篩檢團隊的一員。

 

(圖片來源:Dreamstime/典匠影像)

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