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中山大学团队CRISP登《Nature Medicine》:10万份冰冻切片训练术中病理基础模型,92.6%病例直接支撑手术决策

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中山大学团队CRISP登《Nature Medicine》:10万份冰冻切片训练术中病理基础模型,92.6%病例直接支撑手术决策

2026年9月10日,中山大学肿瘤防治中心蔡木炎团队联合香港科技大学陈浩团队在《Nature Medicine》发表研究,开发了临床导向型术中病理基础模型CRISP。该模型基于来自10家医疗机构的超过10万份冰冻切片数据开发,在近100项回顾性诊断任务中对超过1.5万个术中切片进行系统评估,覆盖良恶性鉴别、关键术中决策与泛癌检测。在一项包含3000多名患者的前瞻性队列研究中,CRISP在92.6%的病例中直接为外科手术决策提供了依据。

30分钟内的手术决策:CRISP用10万份冰冻切片把AI推进了手术室

数据研究视角 × 临床外科视角 | 深度研报

2026年9月10日,中山大学肿瘤防治中心蔡木炎团队联合香港科技大学陈浩团队在《Nature Medicine》发表论文,题为 A clinically-oriented foundation model for intraoperative pathology。核心数字构成一条证据链:基于10家医疗机构超过10万份冰冻切片训练,在近100项回顾性诊断任务中评估超过1.5万个术中切片,最终在3000多名患者的前瞻性队列研究中,于92.6%的病例里直接为外科手术决策提供依据。

手术台上最紧张的30分钟

手术室里最揪心的时刻,常常不是下刀本身,而是切下来的组织被送进病理科之后的等待:肿瘤是良性还是恶性?要不要扩大切除范围?淋巴结有没有转移?切缘干不干净?术中冰冻切片检查的流程,是把手术中切除的病变组织立即低温快速冷冻、切片、染色,病理医生在显微镜下快速判断病变性质,整个过程通常只要30分钟以内。这30分钟给出的答案,直接决定台上这一刀接下来怎么走。也正因为它要快,冰冻切片的诊断难度反而更高:组织未经充分固定处理,图像质量天然逊色,病理医生要在极短时间内对不完美的图像给出足够可靠的判断。

一本数据账本

CRISP (Clinically-oriented Robust Intraoperative Support for Pathology) 的规模,可以拆成一本账:

维度 数字 说明
训练数据 10家机构、超10万份冰冻切片 临床导向型术中病理基础模型 (Foundation Model) 的数据底盘
回顾性评估 近100项任务、超1.5万个切片 覆盖良恶性鉴别、关键术中决策、泛癌检测
泛化验证 6家机构、14种肿瘤、24个解剖部位 包括此前未见的部位与罕见癌症
前瞻性验证 3000多名患者 真实临床环境中保持高诊断准确率
决策支撑 92.6%的病例 直接为外科手术决策提供依据

这本账从上到下层层加码:10万份训练数据撑起基础能力,1.5万个切片的回顾性评估证明任务覆盖面,6家机构、14种肿瘤、24个解剖部位的泛化测试回答模型是不是只会认老东家的切片——罕见癌症与未见解剖部位恰恰是数据最稀缺的角落,能在这些地方站得住,说明模型学到的是病理形态的一般规律,而不是特定机构的数据分布,3000多名患者的前瞻性队列则回答最关键的问题——离开回顾数据集,模型在真实手术室里还灵不灵。92.6%是整条证据链的终点,也是它最有分量的数字。顺带说一下证据等级的差别:回顾性评估检验的是模型在既有数据上的能力,前瞻性队列则把模型放进真实临床流程,患者、切片与流程都不再由研究者挑选,数字因此更难做出来,也更值钱。

为什么不能直接用FFPE模型

对比项 FFPE切片 冰冻切片
制备流程 福尔马林固定、石蜡包埋 低温快速冷冻、切片、染色
制备时间 一天甚至更久 30分钟以内
图像特点 清晰、稳定 质量波动更大
适用环节 最终诊断 术中实时决策

已有病理基础模型通常基于FFPE (Formalin-Fixed Paraffin-Embedded,福尔马林固定石蜡包埋) 切片训练。FFPE图像清晰稳定,适合作为最终诊断的依据,但制备周期以天计,手术台上等不起。冰冻切片恰好相反:够快,是术中唯一现实的病理窗口,但高质量标注数据长期稀缺,诊断本身也更复杂。数据少加任务难,正是术中病理AI进展缓慢的双重制约,也是CRISP选择自建数据底盘的原因。换个角度看,这个选择本身抬高了竞争门槛:谁手里握着大规模冰冻切片数据,谁就在术中这个场景里持有别人短期内难以复制的资产。

92.6%之外,还有三个协作数字

前瞻性研究之外,论文还报了一本人机协作的账:医生与CRISP协作,将诊断工作量减少了35%,避免了105项辅助检查,并以87.5%的准确率提升了微转移灶的检出能力。这三个数字的意义不在单点性能,而在说明基础模型嵌入工作流之后的边际收益——省下来的时间和检查,都是手术之外的真实成本,也是病理科人力紧张现实下的直接减负。其中105项辅助检查的省略尤其说明问题:模型判断在相当比例的病例里已经足以支撑术中决策,不需要再动用额外检查做二次确认。

从天到分钟:被压缩的时间尺度

冷静看,这项工作的工程难度被一个时间量级的压缩放大了:病理AI的时间尺度从以天计的FFPE诊断,压缩到以分钟计的术中决策,对模型鲁棒性、切片质量波动的容忍度、以及与手术流程的对接,都提出了数量级更高的要求。从数据供给的角度看,这也解释了高质量术中数据为什么长期稀缺——愿意把AI验证嵌进手术流程的机构,本身就要承担流程改造的代价。研究团队给CRISP的定位是面向术中场景的临床导向型基础模型,目标是促进计算方法在临床实践中的转化应用。92.6%这个数字真正的价值,不在于跑赢谁,而在于它证明了术中这个最缺数据的场景,同样养得起一个基础模型。对同行而言,接下来的问题不是能不能训出类似的模型,而是能不能凑齐同等规模的术中数据,以及愿不愿意把验证做进真实的手术室。

原文链接:澎湃新闻


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