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肿瘤超声医学研究进展篇(一)——《中国恶性肿瘤学科发展报告(2024)》
2025-06-17 00:23

1. 概述

肿瘤超声医学是医学影像学的重要分支,专注于利用超声技术进行肿瘤的诊断、治疗和疗效评估。近年来,随着超声成像技术、人工智能(AI)以及多模态影像融合技术的快速发展,肿瘤超声医学在临床中的应用范围不断扩大,已成为肿瘤早期筛查、精准诊断和微创治疗的重要工具。本报告旨在概述肿瘤超声医学的最新概念、定义、研究现状及未来发展方向,为学科发展提供参考。

肿瘤超声医学是通过超声波技术对肿瘤进行成像、诊断和治疗的学科。其核心在于利用超声波的物理特性,结合先进的成像技术和分析方法,实现对肿瘤的形态、血流、硬度等多维度信息的获取。近年来,随着技术的进步,肿瘤超声医学的定义已从传统的形态学诊断扩展到功能性成像、分子影像和介入治疗等领域。例如,超声弹性成像可以评估肿瘤的硬度,超声造影技术可以动态观察肿瘤的血流特征,而高强度聚焦超声(HIFU)则实现了无创治疗。此外,AI技术的引入使超声图像的自动分析和病灶识别成为可能,进一步提升了诊断的精准性和效率。

本报告涵盖肿瘤超声医学的技术创新、临床应用、多学科协作及未来发展方向。具体包括以下几个方面:

1. 技术创新:高分辨率成像、AI辅助诊断、新型超声造影剂、三维/四维超声及弹性成像技术的最新进展。

2. 临床应用:肿瘤早期筛查、良恶性鉴别、微创治疗及疗效评估中的应用现状。

3. 多学科协作:超声医学与肿瘤学、放射学、病理学等学科的协作模式及成果。

4. 未来发展方向:液体活检与超声结合、纳米技术应用、远程超声及政策支持等前沿领域。

研究现状:

目前,肿瘤超声医学的研究热点主要集中在以下几个方面:

1. 早期筛查与精准诊断:

超声结合液体活检(如循环肿瘤DNA检测)的多模态筛查方法,显著提高了肿瘤的早期检出率。超声弹性成像和超声造影技术在良恶性肿瘤鉴别中的应用日益广泛,但其标准化和普及仍需进一步推进。

2. AI辅助诊断:

AI算法在超声图像分析中的应用取得了显著进展,但在数据质量、算法泛化能力及临床验证方面仍存在挑战。

3. 微创治疗:

超声引导下的射频消融、微波消融和HIFU技术在肿瘤治疗中的应用逐渐成熟,但其长期疗效和安全性仍需更多临床数据支持。

4. 多模态影像融合:

超声与MRI、CT等影像技术的融合提供了更全面的肿瘤信息,但在技术整合和临床应用方面仍需优化。

争论焦点:

1. 诊断标准化:

 目前超声诊断结果存在一定的主观性,如何制定统一的操作规范和诊断标准仍是争论的焦点。

2. AI技术的可靠性:

AI辅助诊断的准确性和泛化能力受到数据质量和算法设计的限制,其临床应用价值仍需进一步验证。

3. 微创治疗的适应症与疗效:

超声引导下的微创治疗技术在部分肿瘤中的应用效果存在争议,其适应症选择和长期疗效评估仍需更多研究支持。

4. 医疗资源均衡化:

如何通过远程超声和便携式设备解决医疗资源分布不均的问题,仍需政策支持和技术创新。

未来发展方向

1. 技术创新:

开发更高分辨率、更高灵敏度的超声成像技术,结合AI和纳米技术,提升诊断和治疗的精准性。

2. 多学科协作:

加强超声医学与其他学科的协作,推动多学科综合诊疗模式(MDT)的发展。

3. 政策支持与资源优化:

政府应出台相关政策,支持技术创新和临床应用,同时推动远程超声和便携式设备的普及。

4. 国际化合作:

加强与国际先进机构的合作,引进先进技术和管理经验,加速学科发展。

总结

肿瘤超声医学作为一门快速发展的学科,在技术创新和临床应用方面取得了显著进展,但仍面临诊断标准化、AI技术可靠性、微创治疗适应症及医疗资源均衡化等挑战。未来,通过技术创新、多学科协作和政策支持,肿瘤超声医学有望在肿瘤早期筛查、精准诊断和微创治疗等领域实现更大突破,为肿瘤患者提供更高效、更精准的医疗服务。

2. 我国肿瘤超声医学研究进展

2.1 本学科研究新进展

2.1.1 肿瘤超声医学发展现状

肿瘤超声医学作为医学影像学的重要分支,近年来在技术创新和临床应用方面取得了显著进展。以下是肿瘤超声医学发展现状的概述:

1. 技术创新

高分辨率成像:高频超声和超高频超声技术的应用显著提高了图像分辨率,能够更清晰地显示微小肿瘤和早期病变。

三维/四维超声:三维(3D)和四维(4D)超声技术提供了更立体的图像,帮助医生更准确地评估肿瘤的大小、形态和位置。

弹性成像技术:通过评估组织的硬度,弹性成像技术可以区分良性肿瘤和恶性肿瘤,提高了诊断的准确性。

超声造影技术:微泡造影剂和靶向造影剂的应用,使超声能够更精准地观察肿瘤的血流特征和分子标志物。

2. 人工智能(AI)与机器学习

AI辅助诊断: AI算法能够快速分析超声图像,识别潜在的肿瘤病变,减少人为误差。例如,AI在卵巢癌和宫颈癌的筛查中表现出较高的敏感性和特异性。

自动化病灶分割:AI技术可以自动标记肿瘤边界,帮助医生更精确地评估肿瘤体积和生长情况。

预测模型:

  基于超声图像的AI模型可以预测肿瘤的恶性风险,为个性化治疗提供依据。

3. 多模态影像融合

超声与MRI/CT融合:将超声与其他影像技术(如MRI或CT)结合,可以提供更全面的肿瘤信息,特别是在复杂病例中。

超声与分子影像结合:通过结合靶向超声造影剂和分子影像技术,可以更早地发现微小肿瘤和转移灶。

4. 介入性超声的应用

超声引导下的活检:超声引导下的穿刺活检技术更加精准,减少了并发症风险,特别是在卵巢肿瘤和子宫内膜病变的诊断中。

超声引导下的微创治疗:超声引导下的射频消融、微波消融等技术在妇科肿瘤治疗中的应用逐渐增多,为患者提供了更微创的选择。

5. 早期筛查与预防

卵巢癌筛查:结合超声和血液标志物(如CA-125)的多模态筛查方法,提高了卵巢癌的早期检出率。

子宫内膜癌筛查:经阴道超声在子宫内膜癌的早期筛查中发挥了重要作用,特别是对高风险人群(如肥胖、糖尿病患者)。

6. 个性化治疗与疗效评估

超声在治疗监测中的应用:超声技术可以实时监测肿瘤对化疗、放疗或靶向治疗的反应,帮助调整治疗方案。

血流动力学评估:通过超声多普勒技术评估肿瘤的血流变化,可以预测治疗效果和预后。

7. 远程超声与移动医疗

远程诊断:远程超声技术使偏远地区的患者能够获得高质量的诊断服务,特别是在妇科肿瘤的早期筛查中。

便携式超声设备:便携式超声设备的普及使得妇科肿瘤的筛查和诊断更加便捷。

肿瘤超声医学在技术创新和临床应用方面取得了显著进展,特别是在高分辨率成像、AI辅助诊断、多模态影像融合和介入性超声等领域。未来,通过进一步的技术创新、多学科协作和政策支持,肿瘤超声医学有望在肿瘤早期筛查、精准诊断和微创治疗等方面实现更大突破,为肿瘤患者提供更高效、更精准的医疗服务。

2.2 国内相关重大计划和研究项目

2.2.1 国内研究项目

在肿瘤超声医学领域,国内近年来启动了一系列重大研究计划和项目,旨在推动技术创新、提升临床诊疗水平,并促进多学科协作。以下是一些具有代表性的研究计划和项目:

1. 国家重点研发计划:

(1)项目名称:恶性肿瘤早期筛查与精准诊断技术研究

 内容:该项目聚焦于肿瘤早期筛查和精准诊断技术的研发,包括超声影像、液体活检和多模态影像融合技术的应用。

目标:提高恶性肿瘤的早期检出率,降低误诊率和漏诊率。

(2)项目名称:超声引导下的肿瘤微创治疗技术研究

内容:研究超声引导下的射频消融、微波消融和高强度聚焦超声(HIFU)等技术在肿瘤治疗中的应用。

目标:优化微创治疗方案,提高治疗效果并减少并发症。

2. 国家自然科学基金项目

(1)项目名称:基于人工智能的超声影像分析与诊断系统研究

内容:开发基于AI的超声图像自动分析系统,用于肿瘤病灶的识别和诊断。

目标:提升超声诊断的准确性和效率,减少人为误差。

(2)项目名称:超声弹性成像在肿瘤良恶性鉴别中的应用研究

内容:研究超声弹性成像技术在肿瘤硬度评估中的应用,探索其在良恶性肿瘤鉴别中的价值。

目标:建立基于弹性成像的肿瘤诊断标准。

3. 国家卫生健康委员会专项

(1)项目名称:妇科肿瘤超声早期筛查与诊断技术推广

内容:推广经阴道超声、超声造影等技术在妇科肿瘤早期筛查和诊断中的应用。

目标:提高妇科肿瘤的早期诊断率,降低死亡率。

(2)项目名称:远程超声诊断技术在基层医疗中的应用

内容:推动远程超声诊断技术在基层医疗机构的普及,解决偏远地区医疗资源不足的问题。

目标:提升基层医疗机构对肿瘤的筛查和诊断能力。

4. 省级和地方性研究项目

(1)项目名称:超声引导下的肝癌微创治疗技术研究(上海市科委)

内容:研究超声引导下的射频消融和微波消融技术在肝癌治疗中的应用。

目标:优化肝癌微创治疗方案,提高患者生存率。

(2)项目名称:基于超声影像的乳腺癌早期筛查技术研究(广东省科技厅)

内容:开发结合超声影像和AI技术的乳腺癌早期筛查系统。   目标:提高乳腺癌的早期检出率,降低误诊率。

5. 多中心临床研究项目

(1)项目名称:多模态影像融合技术在肿瘤诊断中的应用研究

内容:联合多家医院,研究超声与MRI、CT等多模态影像融合技术在肿瘤诊断中的应用。

目标:建立多模态影像融合的诊断标准,提高诊断准确性。

(2)项目名称:超声造影在肿瘤血流评估中的应用研究

内容:研究超声造影技术在肿瘤血流动力学评估中的应用,探索其在疗效预测中的价值。

目标:为肿瘤治疗方案的制定提供依据。

6. 企业合作项目

(1)项目名称:便携式超声设备在肿瘤筛查中的应用研究

内容:开发低成本、便携式超声设备,用于肿瘤的早期筛查和诊断。

目标:提高肿瘤筛查的可及性,特别是在偏远地区。

(2)项目名称:AI辅助超声诊断系统的研发与推广

内容:开发基于AI的超声诊断系统,用于肿瘤病灶的自动识别和分析。

目标:提升超声诊断的效率和准确性。

7. 国际合作项目

(1)项目名称:中欧肿瘤超声医学联合研究计划

内容:与欧洲研究机构合作,开展肿瘤超声医学领域的技术研发和临床研究。

目标:引进先进技术,推动国内肿瘤超声医学的发展。

(2)项目名称:中美超声引导下肿瘤微创治疗技术研究

内容:与美国医疗机构合作,研究超声引导下的微创治疗技术在肿瘤中的应用。

目标:优化治疗方案,提高治疗效果。

国内在肿瘤超声医学领域的研究计划和项目涵盖了技术创新、临床诊疗、多学科协作和医疗资源优化等多个方面。这些项目不仅推动了肿瘤超声医学的技术进步,还提升了临床诊疗水平,为肿瘤患者提供了更精准、更高效的服务。未来,随着这些项目的深入实施,肿瘤超声医学有望在早期筛查、精准诊断和微创治疗等方面实现更大突破。

2.2.2 国内研究计划

在国内,肿瘤超声医学领域的研究计划主要由国家、地方政府、科研机构和企业共同推动,涵盖了基础研究、技术创新、临床转化和推广应用等多个方面。以下是一些具有代表性的国内研究计划:

1. 国家级研究计划 

(1)国家重点研发计划 

项目名称 :恶性肿瘤早期筛查与精准诊断技术研究

内容 :聚焦于肿瘤早期筛查和精准诊断技术的研发,包括超声影像、液体活检和多模态影像融合技术的应用。

目标 :提高恶性肿瘤的早期检出率,降低误诊率和漏诊率。

项目名称 :超声引导下的肿瘤微创治疗技术研究

内容 :研究超声引导下的射频消融、微波消融和高强度聚焦超声(HIFU)等技术在肿瘤治疗中的应用。

目标 :优化微创治疗方案,提高治疗效果并减少并发症。

项目名称 :人工智能在医学影像中的应用研究

内容 :开发基于AI的超声图像自动分析系统,用于肿瘤病灶的识别和诊断。

目标 :提升超声诊断的准确性和效率,减少人为误差。

2. 国家自然科学基金项目 

(1)项目名称 :超声弹性成像在肿瘤良恶性鉴别中的应用研究

内容 :研究超声弹性成像技术在肿瘤硬度评估中的应用,探索其在良恶性肿瘤鉴别中的价值。

目标 :建立基于弹性成像的肿瘤诊断标准。

(2)项目名称 :超声造影在肿瘤血流评估中的应用研究

内容 :研究超声造影技术在肿瘤血流动力学评估中的应用,探索其在疗效预测中的价值。

目标 :为肿瘤治疗方案的制定提供依据。

3. 国家卫生健康委员会专项 

(1)项目名称 :妇科肿瘤超声早期筛查与诊断技术推广

内容 :推广经阴道超声、超声造影等技术在妇科肿瘤早期筛查和诊断中的应用。

目标 :提高妇科肿瘤的早期诊断率,降低死亡率。

(2)项目名称 :远程超声诊断技术在基层医疗中的应用

内容 :推动远程超声诊断技术在基层医疗机构的普及,解决偏远地区医疗资源不足的问题。

目标 :提升基层医疗机构对肿瘤的筛查和诊断能力。

4. 省级和地方性研究计划 

(1)上海市科委项目 

项目名称 :超声引导下的肝癌微创治疗技术研究

内容 :研究超声引导下的射频消融和微波消融技术在肝癌治疗中的应用。

目标 :优化肝癌微创治疗方案,提高患者生存率。

项目名称 :基于超声影像的乳腺癌早期筛查技术研究

内容 :开发结合超声影像和AI技术的乳腺癌早期筛查系统。

目标 :提高乳腺癌的早期检出率,降低误诊率。

(2)广东省科技厅项目 

项目名称 :超声弹性成像在甲状腺肿瘤诊断中的应用研究

内容 :研究超声弹性成像技术在甲状腺肿瘤良恶性鉴别中的应用。

目标 :建立甲状腺肿瘤的超声诊断标准。

项目名称 :便携式超声设备在肿瘤筛查中的应用研究

内容 :开发低成本、便携式超声设备,用于肿瘤的早期筛查和诊断。

目标 :提高肿瘤筛查的可及性,特别是在偏远地区。

5. 多中心临床研究计划 

(1)项目名称 :多模态影像融合技术在肿瘤诊断中的应用研究

内容 :联合多家医院,研究超声与MRI、CT等多模态影像融合技术在肿瘤诊断中的应用。

目标 :建立多模态影像融合的诊断标准,提高诊断准确性。

(2)项目名称 :超声造影在肿瘤血流评估中的应用研究

内容 :研究超声造影技术在肿瘤血流动力学评估中的应用,探索其在疗效预测中的价值。

目标 :为肿瘤治疗方案的制定提供依据。

国内在肿瘤超声医学领域的研究计划涵盖了技术创新、临床诊疗、多学科协作和医疗资源优化等多个方面。这些计划不仅推动了肿瘤超声医学的技术进步,还提升了临床诊疗水平,为肿瘤患者提供了更精准、更高效的服务。未来,随着这些计划的深入实施,肿瘤超声医学有望在早期筛查、精准诊断和微创治疗等方面实现更大突破。

2.3 国内重要研究平台与研究团队

目前在肿瘤超声医学领域,国内有许多重要的研究平台和团队,他们在技术创新、临床研究和成果转化方面取得了显著成就。以下是一些具有代表性的研究平台和团队:

1. 重要研究平台 

(1)国家级重点实验室 

中国医学科学院肿瘤医院超声科 :

研究方向 :肿瘤早期筛查、超声造影、弹性成像及超声引导下的微创治疗。

成果 :在妇科肿瘤、肝癌和乳腺癌的超声诊断与治疗方面处于国内领先地位。

复旦大学附属肿瘤医院超声诊断科 :

研究方向 :多模态影像融合、AI辅助诊断及超声引导下的肿瘤消融治疗。

成果 :在肿瘤超声影像分析和微创治疗领域具有重要影响力。

中山大学肿瘤防治中心超声科 :

研究方向 :超声造影、弹性成像及肿瘤血流动力学评估。

成果 :在肝癌、胰腺癌等腹部肿瘤的超声诊断和治疗中取得突出成果。

(2)省级和地方性研究平台 

上海市超声医学研究所 :

研究方向 :超声新技术研发、肿瘤早期筛查及超声引导下的微创治疗。

成果 :在超声弹性成像和超声造影技术方面具有领先优势。

广东省超声医学工程中心 :

研究方向 :超声影像分析、AI辅助诊断及远程超声技术。

成果 :在基层医疗机构的超声技术推广中发挥了重要作用。

(3)高校研究平台 

清华大学医学院超声医学研究中心 :

研究方向 :超声成像技术、AI辅助诊断及纳米材料在超声中的应用。

成果 :在超声影像分析和新型造影剂研发方面具有国际影响力。

浙江大学医学院附属第一医院超声科 :

研究方向 :超声引导下的肿瘤微创治疗、多模态影像融合及超声造影。

成果 :在肝癌和甲状腺癌的超声诊断与治疗中取得显著成果。

2. 重要研究团队 

(1)国家级团队 

中国医学科学院肿瘤医院姜玉新教授团队 :

研究方向 :妇科肿瘤超声诊断、超声造影及弹性成像。

成果 :在卵巢癌和子宫内膜癌的早期筛查中取得重要突破。

复旦大学附属肿瘤医院常才教授团队 :

研究方向 :乳腺肿瘤超声诊断、AI辅助诊断及超声引导下的微创治疗。

成果 :在乳腺癌的超声影像分析和治疗中具有重要影响力。

中山大学肿瘤防治中心李安华教授团队 :

研究方向 :腹部肿瘤超声诊断、超声造影及肿瘤血流动力学评估。

成果 :在肝癌和胰腺癌的超声诊断与治疗中取得突出成果。

天津医科大学肿瘤医院魏玺教授团队:

研究方向:甲状腺肿瘤超声诊断、AI辅助诊断及超声引导下的微创治疗。

成果 :在甲状腺结节的超声影像分析和治疗中具有重要影响力。

(2)省级和地方性团队 

上海市第六人民医院胡兵教授团队 :

研究方向 :超声弹性成像、超声造影及超声引导下的微创治疗。

成果 :在甲状腺癌和乳腺肿瘤的超声诊断与治疗中具有领先优势。

广东省人民医院王莎莎教授团队 :

研究方向 :超声影像分析、AI辅助诊断及远程超声技术。

成果 :在基层医疗机构的超声技术推广中发挥了重要作用。

(3)高校团队 

清华大学罗建文教授团队 :

研究方向 :超声成像技术、AI辅助诊断及纳米材料在超声中的应用。

成果 :在超声影像分析和新型造影剂研发方面具有国际影响力。

浙江大学蒋天安教授团队 :

研究方向 :超声引导下的肿瘤微创治疗、多模态影像融合及超声造影。

成果 :在肝癌和甲状腺癌的超声诊断与治疗中取得显著成果。

3. 企业合作平台 

迈瑞医疗超声研究院 :

研究方向 :超声设备研发、AI辅助诊断及远程超声技术。

成果 :在便携式超声设备和AI辅助诊断系统的研发中处于领先地位。

飞利浦中国超声研究中心 :

研究方向 :高分辨率超声成像、超声造影及多模态影像融合。

成果 :在高端超声设备的研发和临床应用方面具有重要影响力。

4. 国际合作平台 

中欧肿瘤超声医学联合研究中心 :

合作机构 :中国医学科学院肿瘤医院与欧洲多家医疗机构。

研究方向 :肿瘤超声诊断与治疗的国际化合作研究。

成果 :在肿瘤超声医学领域的技术引进和成果转化中发挥了重要作用。

中美超声医学研究中心 :

合作机构 :复旦大学附属肿瘤医院与美国多家医疗机构。

研究方向 :超声引导下的肿瘤微创治疗及AI辅助诊断。

成果:在肿瘤微创治疗技术的研发和推广中取得显著成果。

国内在肿瘤超声医学领域的研究平台和团队在技术创新、临床研究和成果转化方面取得了显著成就。这些平台和团队不仅推动了肿瘤超声医学的技术进步,还提升了临床诊疗水平,为肿瘤患者提供了更精准、更高效的服务。未来,随着这些平台和团队的进一步发展,肿瘤超声医学有望在早期筛查、精准诊断和微创治疗等方面实现更大突破。

【主编】

魏 玺   天津医科大学肿瘤医院

【副主编】(按姓氏拼音排序)

程 文   哈尔滨医科大学附属肿瘤医院

李 攀   重庆医科大学附属第一医院

李 潜   河南省肿瘤医院

王 勇   中国医学科学院肿瘤医院

吴 薇   北京大学肿瘤医院

周建华   中山大学肿瘤防治中心

【编委】(按姓氏拼音排序)

崔新伍   华中科技大学同济医学院附属同济医院

丁建民   天津市第三中心医院

董 刚   郑州大学第一附属医院

董 怡   上海交通大学医学院附属新华医院

郭晓霞   河南省肿瘤医院

纪晓惠   河北医科大学第四医院

李 芳   重庆大学附属肿瘤医院

卢 强   四川大学华西医院

苗润琴   山西省肿瘤医院

宋 宇   大连医科大学附属第二医院

唐丽娜   福建省肿瘤医院医院

王朝宏   中华超声影像学杂志

王志远   中南大学湘雅医学院附属肿瘤医院(湖南省肿瘤医院)

许尔蛟   中山大学附属第八医院

杨 红   广西医科大学第一附属医院

杨 萌   中国医学科学院北京协和医院

周世崇   复旦大学附属肿瘤医院

周 洋   成都市第三人民医院

张 丽   华中科技大学同济医学院附属协和医院

朱佳琳   天津医科大学肿瘤医院

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