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西电团队研发“光谱神探”!5分钟实现急性白血病精准诊断

发布时间:2025-12-17    来源:

  原标题:西电团队研发“光谱神探”!5分钟实现急性白血病精准诊断

  只需小于0.5微升的脑脊液,急性白血病诊断可在5分钟内完成,且准确率高达96.13%。近日,西安电子科技大学陈雪利教授团队研发的一款基于深度学习与光谱技术的智能诊断平台,为中枢神经系统白血病这一临床棘手难题提供了一种全新的“光谱学利器”。

  临床痛点催生医工交叉新构想

  2021年的一次学术交流中,团队成员敏锐捕捉到临床诊断的迫切需求。“当时,在和华西医院检验科的医生聊天时,我们得知在白血病细胞学检测中有一些无奈。”团队负责人陈雪利说,那种无奈,源于白血病细胞侵入中枢神经系统后,会像“种子”黏附于“土壤”般牢牢贴在脑膜血管壁上,导致脑脊液中游离的异常细胞数量很少,这使得常规细胞学或流式细胞术方法容易出现假阴性或漏诊,不仅给医生诊断带来风险,也给患者带来沉重的心理负担。

  这一临床“无奈”,触动了西电科研团队的创新神经。依托学校在电子信息与人工智能领域的深厚积淀,陈雪利教授团队萌生了用工科技术破解医学难题的交叉研究构想:“能否借助光谱技术,为临床诊断打造一双更精准的‘火眼金睛’,帮临床‘看’得更清、更准?”

  解锁微量样本精准检测密码

  从构想到落地,团队需要攻克两大核心技术难关:如何从极微量样本中捕获有效疾病信号,如何从海量信号中精准识别疾病“指纹”。

  采访中记者了解到,团队拿出的第一把“钥匙”是高灵敏的SERS检测技术。拉曼光谱虽能特异性识别分子物质,但信号强度极弱。SERS技术通过入射光与贵金属纳米结构的相互作用,可实现信号强度6-8个数量级的放大,且兼具特异性好、操作简便、抗生物样品干扰等优势。为进一步降低样本需求、缩短检测时间,团队创新设计出“猪笼草”式超疏水滑移基底,能快速聚集浓缩微量样本液滴,将检测样本量降至0.5微升以下,检测流程压缩至5分钟内。

  第二把“钥匙”,是自主研发的“多特征融合”智能解码网络。该网络利用多头自主注意力机制实现跨维度的特征交互,能有效抑制噪声、捕获关键特征。“我们将一维光谱和二维图像融合,既可以提取光谱的强度、半高宽信息,还可以捕捉到光谱的位置、对称性以及局部空间信息,让模型获得更立体的‘视觉’,从而作出更精准的判断。”团队成员、西安电子科技大学张东杰副教授说。

  双技术协同发力,最终交出亮眼答卷:平台对急性白血病筛查准确率达96.13%,在白血病亚型区分、基因异常判断等复杂诊断任务中,准确率均超91%。

  多中心协同筑牢成果临床转化根基

  优异性能的背后,是一场跨越五家医疗与科研机构的医工交叉“接力赛”。西电团队牵头完成技术攻坚与算法开发,四川大学华西医院、西安大兴医院、山东大学齐鲁医院、山东第一医科大学附属第一医院等合作单位,全力承担临床样本采集与大规模验证工作。

  “单中心样本不足以证明技术的普适性。”陈雪利说。在初步成果的吸引下,多家医院迅速加入验证团队,累计完成392份脑脊液样本检测,生成近20000条光谱数据,其中6000余条来自120名患者的外部独立验证数据,为成果的可靠性和临床转化潜力奠定了坚实基础。

  据悉,目前,这款智能诊断平台已展现出普适性“液体活检光谱学辅助诊断平台”的潜力,除白血病外,在脑胶质瘤、宫颈癌、干眼症等疾病检测中也初现曙光。未来,一滴体液实现多种疾病快速无创早期筛查,或将从科研蓝图变为现实。

作者:纵览网

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