青工委委员风采–董迪

01委员基本情况

02委员简介

董迪,中国科学院自动化研究所研究员/博导,中国图象图形学学会会员,基金委优青,中科院青年创新促进会优秀会员,北京癌症防治学会胃癌防治专委会常务委员,全国医学影像领域学者论文学术影响力排名(2012~2021) Top 100学者,中国图象图形学会“青年科学家”。于2008年6月和2013年6月分别获得北京科技大学学士学位和中国科学院大学博士学位;2013年7月加入中国科学院自动化研究所,历任助理研究员(2013.7-2015.10)、副研究员(2015.11-2020.10)、研究员(2020.11-至今);牵头主持国家基金委优秀青年基金项目、重大研究计划培育项目、面上项目,以及科技部重点研发计划课题等。在肿瘤影像组学方面开展长期研究工作,显著提高了影像辅助肿瘤诊疗的效果,在Annals of Oncology (SCI IF: 51.769,2篇)、European Respiratory Journal (SCI IF: 33.795)等医学领域期刊上发表论文80余篇,ESI Top 1%高被引论文12篇,其中2篇论文入选2021年中国医学影像领域TOP100高价值论文,研究成果连续四年(2019-2022)纳入《中国临床肿瘤学会CSCO胃癌诊疗指南》。

03委员亮点工作

目前我国绝大多数肿瘤的发病率在持续上升,死亡率仍然居高不下,如何降低恶性肿瘤的死亡率已经成为我国社会的重大需求。针对这一挑战性的问题,董教授的团队通过医工交叉,将影像组学方法应用于肿瘤术前分期和预后预测两个方面,显著提高了影像辅助肿瘤诊疗的效果。
     肿瘤术前分期:董教授的团队提出了融合预定义影像特征和深度学习影像特征的肿瘤智能分期方法,如图1所示,该方法从肿瘤CT影像中同时提取肿瘤感兴趣区域的手工预定义特征和密集神经网络深度学习到的特征,然后通过特征筛选,构建肿瘤智能分期方法。在胃癌隐匿性腹膜转移诊断中,该方法大幅度提高了影像的诊断准确度,特别是对临床漏诊的腹膜转移患者的检出率达到85%以上,显著降低了这些患者被手术失误的风险。相关工作发表在临床肿瘤权威期刊Annals of Oncology (2019, 30: 431-438. SCI IF: 51.769),该工作发表后受到了临床专家的广泛关注,连续四年(2019-2022)被纳入《中国临床肿瘤学会CSCO胃癌诊疗指南》,改变了现行的胃癌腹膜转移诊断策略。

图1. 融合预定义特征和深度学习特征的影像组学智能分期方法。

肿瘤预后预测:董教授的团队提出了基于倾向性匹配的影像组学智能预后预测方法,利用患者的术前影像筛选出高危患者,辅助肿瘤预后分析,如图2所示,该方法基于治疗方式间的基线临床特征的差异对患者进行加权,以尽可能地消除治疗方式选择时医生的主观因素,并使用抓取的影像组学特征对治疗方式的效果直接进行建模,对患者的生存期等预后指标进行预测。针对鼻咽癌患者的治疗方案选择问题(诱导化疗或同期放化疗),该方法筛选出的鼻咽癌患者使用诱导化疗方案的五年生存率获益从16.6%提高到了36.9%,可有效辅助临床医生进行个性化治疗方案的制定。

图2. 基于倾向性匹配的影像组学预后预测方法。

04委员专访

(1)请问您的研究领域包括哪些?最近进展如何?

我们主要围绕肿瘤临床大数据的智能分析开展研究工作,包括影像组学、病理组学、多组学融合等。在多组学融合分析方面,近期我们探索了影像联合病理对鼻咽癌预后预测的价值,基于一批鼻咽癌患者的治疗前多模态MR影像和数字病理图像,构建了融合影像和病理的预后预测模型,利用临床模型、影像组学模型、病理组学模型和多组学融合模型分别进行鼻咽癌生存期预测,结果发现同时融合影像、病理、临床信息的多组学模型可实现最好的预后预测效果,说明多模态融合有助于提高患者的诊断效果。

(2)在您这么多年的科研工作中,最令您难忘的事情有哪些?您能谈谈遇到过的困难以及是如何克服的吗?

最难忘的事是我们在做影像组学初期遇到了很多困难,那时我们团队全都是工科人员,对医学领域缺乏了解,难以把握临床的痛点问题,做的很多医工交叉研究工作一直没有代表性的成果产出,可谓举步维艰,一度让我们怀疑是否选错了方向。直到我们让工科老师学生都去学习临床医学指南,用医学知识和临床医生经过三年多的交流、磨合,才逐渐找到感觉,真正了解了临床诊疗流程和难题,才逐渐取得了一些临床认可的成果,不仅获得临床医生的积极评价,还被写入到临床指南中。

(3)您对您未来的工作有什么展望?

我们一直在从事医工交叉领域的研究工作,未来非常希望做出的模型和软件能够真正在临床上应用,并进行规模化的推广,使肿瘤患者能够获益。人工智能软件的落地需要获得医疗器械注册证,目前我们也正在进行注册证的申请工作,期待能够顺利获批并得到临床应用许可,让我们的努力能够在医学上提供更多的帮助,为医学发展做出更大的贡献。

(4)在您招收研究生时,一般会倾向于招收具备什么技能的学生?

在招研究生时,我们倾向于已经有一些图像分析基础,并对医学非常感兴趣的学生,毕竟我们的方向是医工交叉,需要学生了解一些医学知识,并能跟临床医生合作进行课题设计和研究。同时,我们的课题研究比较复杂,所以希望学生基于兴趣,并且有推动医学技术发展的责任心,这样才能够克服在研究过程中遇到的困难并且坚持下来。