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Neuropathologe für künstliche Intelligenz

20. März 2022 aktualisiert von: Jinsong Wu, Huashan Hospital

Neuropathologe mit künstlicher Intelligenz - Automatisierte pathologische Diagnose von ZNS-Tumoren basierend auf Deep Learning

ZNS-Tumor erfordert eine Biopsie für die pathologische Diagnose, die als "goldener Standard" bekannt ist. Wir möchten eine automatisierte Klassifizierung von Hirntumoren basierend auf Deep Learning in digitalen histopathologischen Bildern und molekularpathologischen Ergebnissen erreichen. Wir wollen ein Assistenzsystem (einschließlich Soft- und Hardware) entwickeln, um Pathologen bei der Diagnose eines ZNS-Tumors zu unterstützen.

Studienübersicht

Status

Rekrutierung

Detaillierte Beschreibung

Ziel der Studie ist die Entwicklung eines automatisierten pathologischen Diagnosesystems für ZNS-Tumoren basierend auf Deep-Learning-Techniken. Es soll zunächst das beste Deep-Learning-Modell für die pathologische Diagnose von ZNS-Tumoren entwickeln, um die Genauigkeit der pathologischen Diagnose zu verbessern. Dann klinisch eingesetzt werden, die Arbeitsbelastung und den Stress von Neuropathologen reduzieren und die Vorteile für Patienten mit ZNS-Tumoren nutzen.

Verschiedene ZNS-Tumoren, einschließlich Meningiom, Gliom, Lymphom und anderen verschiedenen Tumoren, haben ihre eigenen unterschiedlichen Behandlungsprinzipien und -pläne. Beispielsweise erfordert ein hochgradiges Gliom eine operative Resektion und eine postoperative Chemo-Radiotherapie. Allerdings ist die operative Resektion für die Verbesserung der Prognose bei Lymphompatienten nicht von Bedeutung, eine systematische Chemotherapie wird nach spezifischer Diagnose anhand einer Biopsie durchgeführt. Daher wird in dieser Studie ein automatisiertes pathologisches Diagnosesystem für ZNS-Tumoren entwickelt, um die verschiedenen Arten dieser Tumoren zu klassifizieren.

Gegenwärtig basiert die pathologische Diagnose von ZNS-Tumoren auf histopathologischen Merkmalen und molekularen Informationen nach einer systematischen Analyse durch Pathologen. Die Genauigkeit der Diagnose hängt sehr stark von der Erfahrung der Pathologen ab. Um jedoch ein erfahrener und qualifizierter Pathologe zu werden, bedarf es einer jahrelangen Ausbildung. Pathologen können für denselben Patienten völlig unterschiedliche Diagnoseergebnisse geben. Daher ist es wichtig, ein System zu entwickeln, das Pathologen unterstützen kann.

Deep Learning ist eine der fortschrittlichsten Techniken der künstlichen Intelligenz. Insbesondere die Fähigkeit zur Bilderkennung ist äußerst leistungsfähig. Daher sind wir in der Lage, auf Basis von Deep Learning ein Modell für histopathologische Schnittbilder zu entwickeln. Die WHO-Klassifikation von ZNS-Tumoren 2016 hat molekulare Marker als wichtigen Bestandteil der Diagnose aufgenommen. Daher wird dem System ein zusätzliches Modell der Molekularpathologie hinzugefügt.

Das Huashan-Krankenhaus verfügt über eine der größten ZNS-Tumor-Biobanken in China, die der Schlüsselfaktor für Deep Learning ist, da sie große Datenmengen benötigt. Die Falllast dieser Studie kann die Repräsentativität und Aussagekraft dieser Daten zeigen.

Es wird drei Phasen des Studiums geben. Stufe 1 und 2 sind überwachte Lernprozesse. Stufe 1 besteht darin, das beste Deep-Learning-Modell für die histopathologische Diagnose von ZNS-Tumoren zu entwickeln. Wir gehen davon aus, dass die Genauigkeit für das erste Modell mindestens 70 % erreichen wird. Die Trainingsdaten (pathologische Schnitte) werden von der CNS-Tumorbiobank des Huashan Hospital bereitgestellt. In der Zwischenzeit wird eine Mikropositionierungsplattform für die Nutzung der Bilderfassung untersucht. Am Ende von Stufe 1 wollen wir das Modell (Software) und die Plattform (Hardware) als das gesamte Diagnosesystem für histopathologische Bilder integrieren. Stufe 2 besteht darin, ein Modell für die molekularpathologische Diagnose von ZNS-Tumoren zu entwerfen. Das Modell wird durch zahlreiche Mengen verwandter molekularer Informationen trainiert, die aus diesen pathologischen Abschnitten extrahiert werden. Am Ende von Stufe 2 erwarten wir, das System der Stufe 1 und das Modell der Stufe 2 als primären Prototyp zu kombinieren. Stufe 3 ist als unüberwachter Lernprozess bekannt. Durch die Verwendung des nach vorangehenden Phasen entwickelten Prototyps wird das System klinisch eingesetzt. Mit dem Eingang weiterer Patienten und Daten wird es zusammen mit Pathologen im Krankenhaus seine Diagnose stellen. Durch den Vergleich der Ergebnisse mit Pathologen wird es in der Lage sein, selbst zu lernen und die Genauigkeit im Laufe der Zeit zu verbessern. Wir gehen davon aus, dass das System bis zum Ende von Phase 3 bereit für eine unabhängige klinisch-pathologische Diagnosefähigkeit mit einer Genauigkeit von mehr als 90 % ist.

Studientyp

Beobachtungs

Einschreibung (Voraussichtlich)

1000

Kontakte und Standorte

Dieser Abschnitt enthält die Kontaktdaten derjenigen, die die Studie durchführen, und Informationen darüber, wo diese Studie durchgeführt wird.

Studienkontakt

  • Name: Jinsong Wu, Ph.D. & M.D.
  • Telefonnummer: 7220 +86-21-52880000
  • E-Mail: wjsongc@126.com

Studieren Sie die Kontaktsicherung

  • Name: Lei Jin, B.S.
  • Telefonnummer: +8613817841756
  • E-Mail: ozlei91@126.com

Studienorte

    • Shanghai
      • Shanghai, Shanghai, China, 200040
        • Rekrutierung
        • Hushan Hospital, Fudan University
        • Kontakt:
          • Jinsong Wu, Ph.D. & M.D.
          • Telefonnummer: 7220 +86-21-52880000
          • E-Mail: wjsongc@126.com

Teilnahmekriterien

Forscher suchen nach Personen, die einer bestimmten Beschreibung entsprechen, die als Auswahlkriterien bezeichnet werden. Einige Beispiele für diese Kriterien sind der allgemeine Gesundheitszustand einer Person oder frühere Behandlungen.

Zulassungskriterien

Studienberechtigtes Alter

18 Jahre bis 75 Jahre (Erwachsene, Älterer Erwachsener)

Akzeptiert gesunde Freiwillige

Nein

Studienberechtigte Geschlechter

Alle

Probenahmeverfahren

Nicht-Wahrscheinlichkeitsprobe

Studienpopulation

Die Patienten wurden in der neurochirurgischen Abteilung des Huashan-Krankenhauses aufgenommen.

Beschreibung

Einschlusskriterien:

Bei den Teilnehmern wurde Hirntumor durch die Diagnose der WHO-2016-Klassifikation von ZNS-Tumoren diagnostiziert.

Ausschlusskriterien:

Freiwillig kündigen

Studienplan

Dieser Abschnitt enthält Einzelheiten zum Studienplan, einschließlich des Studiendesigns und der Messung der Studieninhalte.

Wie ist die Studie aufgebaut?

Designdetails

  • Beobachtungsmodelle: Nur Fall
  • Zeitperspektiven: Interessent

Kohorten und Interventionen

Gruppe / Kohorte
ZNS-Tumor
Alle Patienten im Alter von 18-75 Jahren mit ZNS-Tumoren werden eingeschlossen und zählen als eine Gruppe

Was misst die Studie?

Primäre Ergebnismessungen

Ergebnis Maßnahme
Maßnahmenbeschreibung
Zeitfenster
Automatisiertes histopathologisches Diagnoseergebnis (Softwareentwicklung)
Zeitfenster: November 2018 - November 2019
Nach überwachtem Training erreicht die Software der histopathologischen Diagnose von ZNS-Tumoren eine Genauigkeit von mindestens 70 %
November 2018 - November 2019
Positionierplattform für Mikroskop (Hardwareentwicklung)
Zeitfenster: November 2018 - November 2019
Hardware-Untersuchung für die Sammlung von Pathologie-Schnittbildern, um die Schnittbilder automatisch zu scannen.
November 2018 - November 2019
Kombinieren Sie automatisierte molekularpathologische Diagnose
Zeitfenster: November 2019 - Juni 2020
Molekulare Informationen werden der histopathologischen Diagnose gemäß dem WHO-Leitfaden für ZNS-Tumoren von 2016 hinzugefügt. Kombinieren Sie Histopathologie und Molekularanalyse, um die endgültige Diagnose zu stellen
November 2019 - Juni 2020

Sekundäre Ergebnismessungen

Ergebnis Maßnahme
Maßnahmenbeschreibung
Zeitfenster
Unbeaufsichtigtes Training mit mehr Fällen zur Verbesserung des Systems
Zeitfenster: November 2019 - November 2022
Verbessern Sie die Diagnosegenauigkeit des Systems durch kontinuierliche Sammlung einer großen Anzahl von ZNS-Tumorfällen aus dem Huashan-Krankenhaus, die ohne Aufsicht durchgeführt werden kann.
November 2019 - November 2022

Mitarbeiter und Ermittler

Hier finden Sie Personen und Organisationen, die an dieser Studie beteiligt sind.

Publikationen und hilfreiche Links

Die Bereitstellung dieser Publikationen erfolgt freiwillig durch die für die Eingabe von Informationen über die Studie verantwortliche Person. Diese können sich auf alles beziehen, was mit dem Studium zu tun hat.

Allgemeine Veröffentlichungen

Studienaufzeichnungsdaten

Diese Daten verfolgen den Fortschritt der Übermittlung von Studienaufzeichnungen und zusammenfassenden Ergebnissen an ClinicalTrials.gov. Studienaufzeichnungen und gemeldete Ergebnisse werden von der National Library of Medicine (NLM) überprüft, um sicherzustellen, dass sie bestimmten Qualitätskontrollstandards entsprechen, bevor sie auf der öffentlichen Website veröffentlicht werden.

Haupttermine studieren

Studienbeginn (Voraussichtlich)

1. Mai 2022

Primärer Abschluss (Voraussichtlich)

1. Dezember 2023

Studienabschluss (Voraussichtlich)

1. Dezember 2024

Studienanmeldedaten

Zuerst eingereicht

20. März 2022

Zuerst eingereicht, das die QC-Kriterien erfüllt hat

20. März 2022

Zuerst gepostet (Tatsächlich)

29. März 2022

Studienaufzeichnungsaktualisierungen

Letztes Update gepostet (Tatsächlich)

29. März 2022

Letztes eingereichtes Update, das die QC-Kriterien erfüllt

20. März 2022

Zuletzt verifiziert

1. März 2022

Mehr Informationen

Begriffe im Zusammenhang mit dieser Studie

Arzneimittel- und Geräteinformationen, Studienunterlagen

Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Arzneimittelprodukt

Nein

Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Geräteprodukt

Nein

Diese Informationen wurden ohne Änderungen direkt von der Website clinicaltrials.gov abgerufen. Wenn Sie Ihre Studiendaten ändern, entfernen oder aktualisieren möchten, wenden Sie sich bitte an register@clinicaltrials.gov. Sobald eine Änderung auf clinicaltrials.gov implementiert wird, wird diese automatisch auch auf unserer Website aktualisiert .

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