西電團(tuán)隊(duì)開發(fā)“光譜學(xué)利器” 5分鐘診斷急性白血病

　　“只需要小于0.5微升的腦脊液，即可在5分鐘內(nèi)達(dá)到96.13%的準(zhǔn)確率。我們希望能為急性白血病診斷，尤其是棘手的中樞神經(jīng)系統(tǒng)白血病診斷，提供一種全新的‘光譜學(xué)利器’。”西安電子科技大學(xué)副教授張東杰這樣介紹團(tuán)隊(duì)的最新突破。近日，該校陳雪利教授團(tuán)隊(duì)在國際頂級(jí)期刊《細(xì)胞》子刊《細(xì)胞報(bào)告醫(yī)學(xué)》上發(fā)表了該項(xiàng)最新研究成果——一款基于深度學(xué)習(xí)與光譜技術(shù)的智能診斷平臺(tái)，讓快速、精準(zhǔn)“捕捉”白血病細(xì)胞及分泌物成為可能。

　　2021年一次學(xué)術(shù)交流中，團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人陳雪利了解到白血病細(xì)胞學(xué)檢測中的一些無奈。“無奈源于白血病細(xì)胞侵入中樞神經(jīng)系統(tǒng)后，會(huì)像‘種子’黏附于‘土壤’般牢牢貼在腦膜血管壁上，導(dǎo)致腦脊液中游離的異常細(xì)胞數(shù)量很少。”陳雪利說，這使得常規(guī)細(xì)胞學(xué)或流式細(xì)胞術(shù)方法容易出現(xiàn)假陰性或漏診。

　　“能不能用我們的方法，幫臨床‘看’得更清、更準(zhǔn)？”一個(gè)交叉研究構(gòu)想就此萌芽。但通往成功的路上橫亙著兩大技術(shù)關(guān)隘：一是如何從極微量樣本中捕獲有效的疾病信號(hào)；二是如何從海量信號(hào)中精準(zhǔn)識(shí)別出疾病的“指紋”。第一把“鑰匙”是名為SERS（表面增強(qiáng)拉曼光譜）的高靈敏檢測技術(shù)。“SERS技術(shù)能夠通過入射光和貴金屬納米結(jié)構(gòu)的相互作用實(shí)現(xiàn)6—8個(gè)數(shù)量級(jí)的信號(hào)放大。”論文第一作者張東杰解釋道。第二把“鑰匙”則是名為“多特征融合”的智能“解碼器”，該網(wǎng)絡(luò)利用多頭自注意力機(jī)制實(shí)現(xiàn)跨維度的特征交互，能有效抑制噪聲、捕獲關(guān)鍵特征。

　　最終，基于SERS光譜和深度學(xué)習(xí)策略的AI-SERS平臺(tái)交出了一份亮眼的“成績單”：急性白血病篩查準(zhǔn)確率高達(dá)96.13%，在區(qū)分不同亞型、判斷基因異常等多項(xiàng)高難度診斷任務(wù)中，準(zhǔn)確率均超過91%，相關(guān)評(píng)估指標(biāo)均表現(xiàn)優(yōu)異。