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Hybrid Deep Learning Integrating Multimodal CEUS and Enhanced MRI to Optimize Early-Stage HCC Treatment Decisions (HDL-CEUS-MRI)

7 de maio de 2026 atualizado por: Dezhi Zhang, The First Hospital of Jilin University

Hybrid Deep Learning Models Based on Multimodal CEUS and Enhanced MRI Can Optimize Treatment Decisions for Early-stage Hepatocellular Carcinoma

This study aims to address the issue of a lack of individualized basis for selecting liver resection (LH) or microwave ablation (MWA) in early-stage hepatocellular carcinoma (HCC) patients to reduce the early recurrence rate (≤2 years). Given that existing machine learning-based recurrence prediction studies have failed to guide the optimal treatment plan selection, and that multidisciplinary consultations rely on guidelines (universality) and experience (subjectivity) which have their limitations, we propose to utilize artificial intelligence (AI), specifically the advantages of multimodal deep learning technology (which outperforms traditional machine learning by integrating complementary information to provide more accurate predictions), to establish a hybrid deep learning model that integrates contrast-enhanced ultrasound (CEUS) and enhanced magnetic resonance imaging (MRI) features. This model will predict the probability of early recurrence (ER≤2 years) in patients and, based on this, recommend LH or MWA as the optimal first treatment option for newly diagnosed early HCC patients to optimize individualized treatment decisions.

Visão geral do estudo

Status

Ainda não está recrutando

Condições

Intervenção / Tratamento

Descrição detalhada

Core ObjectiveTo develop a hybrid deep learning model based on contrast-enhanced ultrasound (CEUS) clinical data for predicting the early recurrence (ER) probability within 2 years after liver resection (LH) or microwave ablation (MWA) in patients with early-stage liver cancer (CNLC I/IIa), providing a basis for individualized treatment decisions.Key MethodsStudy DesignType: Multicenter retrospective cohort study (2009.10-2026.12, 30 hospitals)Population:Inclusion: First diagnosed HCC (single lesion ≤5cm or 2-3 lesions with the largest ≤3cm), Child-Pugh A/B grade, CEUS/MRI examination within one month before surgery.Exclusion: Extrahepatic metastasis/other malignancies, previous treatment history, missing imaging/follow-up data.Sample size: 1441 cases (LH group 609 cases, MWA group 831 cases).Data CollectionClinical Data: Age, hepatitis type, cirrhosis, tumor characteristics (size/location/number), laboratory indicators (AFP, etc.).Imaging Data:CEUS: Dynamic acquisition of arterial phase (AP), portal venous phase (PVP), and delayed phase (LP) videos after SonoVue injection.Enhanced MRI: Acquisition of AP, PVP, transitional phase (TP), and hepatobiliary-specific phase (HBP) images after Gd-EOB-DTPA enhancement.Follow-Up: Imaging re-examination (CEUS/CT/MRI) every 3-6 months within 2 years after surgery, with endpoints being recurrence/death/last follow-up (≥24 months).Model ConstructionInput Data:Imaging ROI: Manual drawing of the tumor and a 5mm peritumoral area, extracting 64×64 pixel frames (CEUS videos downsampled to 32 frames).Fusion Methods: Clinical CEUS, clinical MRI, and clinical CEUS MRI.Deep Learning Architecture:Feature Extraction: 2D-CNN (convolutional layers → spatial features) → Bi-LSTM (fusion of spatiotemporal features) → Attention module.Data Augmentation: Translation and flipping to reduce overfitting.Training/Validation:5-fold cross-validation, dividing the training/validation set in a 4:1 ratio (training LH and MWA groups separately).Optimal Model Selection: The one with the highest AUC.Decision ApplicationHybrid model: To predict the ER probabilities for LH or MWA treatment for the same patient separately.Treatment Recommendations:If the predicted ER probability: MWA > LH → recommend LH;If the predicted ER probability: LH ≥ MWA → recommend MWA.

Tipo de estudo

Observacional

Inscrição (Estimado)

1424

Contactos e Locais

Esta seção fornece os detalhes de contato para aqueles que conduzem o estudo e informações sobre onde este estudo está sendo realizado.

Contato de estudo

  • Nome: Dezhi Zhang
  • Número de telefone: +8618186876068
  • E-mail: dezhi@ilu.edu.cn

Locais de estudo

  • China
    • Jilin
      • Changchun, Jilin, China
        • The First Hospital of Jilin University

Critérios de participação

Os pesquisadores procuram pessoas que se encaixem em uma determinada descrição, chamada de critérios de elegibilidade. Alguns exemplos desses critérios são a condição geral de saúde de uma pessoa ou tratamentos anteriores.

Critérios de elegibilidade

Idades elegíveis para estudo

  • Adulto
  • Adulto mais velho

Aceita Voluntários Saudáveis

Não

Método de amostragem

Amostra Não Probabilística

População do estudo

Hepatocellular carcinoma (HCC) patients who underwent microwave ablation (MWA) or surgical resection (liver hepatectomy, LH) at the First Hospital of Jilin University, the PLA General Hospital, and 18 other hospitals between October 2009 and May 2023, and who received contrast-enhanced ultrasound and/or MRI examinations prior to the procedure.

Descrição

Inclusion Criteria:

  1. Preoperative enhanced imaging examination or pathological diagnosis is HCC;
  2. CNLC Stage I, IIa, Child-Pugh Class A/B;
  3. A single tumor with a diameter ≤ 5 cm or 2-3 tumors, with the maximum diameter ≤ 3 cm;
  4. Perform liver resection surgery or MWA surgery treatment;
  5. MRI and/or CEUS examinations performed within one month before surgery

Exclusion Criteria:

1：There is already extrahepatic metastasis or the presence of other malignant tumors;

2: History of other treatments prior to surgery;

3: Incomplete preoperative ultrasound contrast and/or MRI imaging data, with images missing or unclear;

4: Missing postoperative follow-up data

Plano de estudo

Esta seção fornece detalhes do plano de estudo, incluindo como o estudo é projetado e o que o estudo está medindo.

Como o estudo é projetado?

Detalhes do projeto

Coortes e Intervenções

Grupo / Coorte
Intervenção / Tratamento
Surgical group
The group of patients underwent surgical resection treatment.
Procedimento: surgery
The surgery was performed in supine position under general anesthesia with open/laparoscopic liver resection (LH), and the main and secondary incisions were made based on the tumor location. Intraoperative ultrasound was routinely used to assess the tumor, remnant liver volume, and the feasibility of negative margins. The type of liver resection followed established guidelines.
Microwave Ablation Group
The group of patients underwent microwave ablation treatment.
Procedimento: ablation
Ablation is performed under ultrasound guidance and intravenous anesthesia, using the KY-2000 treatment device with disposable ablation needles and monitoring software. For tumors with a diameter of less than 2cm, a single needle is used; for tumors of 2cm or more, dual needles (needle spacing ≤ 2cm) are used. The ablation parameters are set to a power of 40-65W and a duration of 1-15 minutes, with immediate post-operative ultrasound (contrast) assessment of the ablation range.

O que o estudo está medindo?

Medidas de resultados primários

Medida de resultado
Descrição da medida
Prazo
Early recurrence status (binary: recurrence vs. non-recurrence within 2 years)
Prazo: 2 years
Follow-up strategy (telephone follow-up or clinical database): Routine check-ups, serum AFP tests, contrast-enhanced ultrasound (CEUS), or enhanced CT/MRI examinations are performed at 1, 3, 6 months, 1 year, and 2 years after treatment to confirm tumor recurrence. Follow-up starts from the date of surgery and ends at the first recurrence, death, or last follow-up (≥24 months). Early recurrence is defined as recurrence occurring within 2 years after surgical treatment. The outcome is recorded as a binary variable: recurrence (yes) or no recurrence (no) within 2 years.
2 years

Colaboradores e Investigadores

É aqui que você encontrará pessoas e organizações envolvidas com este estudo.

Patrocinador

The First Hospital of Jilin University

Colaboradores

Chinese PLA General Hospital

Datas de registro do estudo

Essas datas acompanham o progresso do registro do estudo e os envios de resumo dos resultados para ClinicalTrials.gov. Os registros do estudo e os resultados relatados são revisados ​​pela National Library of Medicine (NLM) para garantir que atendam aos padrões específicos de controle de qualidade antes de serem publicados no site público.

Datas Principais do Estudo

Início do estudo (Estimado)

30 de abril de 2026

Conclusão Primária (Estimado)

30 de outubro de 2027

Conclusão do estudo (Estimado)

30 de outubro de 2027

Datas de inscrição no estudo

Enviado pela primeira vez

26 de abril de 2026

Enviado pela primeira vez que atendeu aos critérios de CQ

7 de maio de 2026

Primeira postagem (Real)

12 de maio de 2026

Atualizações de registro de estudo

Última Atualização Postada (Real)

12 de maio de 2026

Última atualização enviada que atendeu aos critérios de controle de qualidade

7 de maio de 2026

Última verificação

1 de maio de 2026

Mais Informações

Termos relacionados a este estudo

Palavras-chave

Termos MeSH relevantes adicionais

Outros números de identificação do estudo

  • 2025-MS-269

Plano para dados de participantes individuais (IPD)

Planeja compartilhar dados de participantes individuais (IPD)?

NÃO

Informações sobre medicamentos e dispositivos, documentos de estudo

Estuda um medicamento regulamentado pela FDA dos EUA

Não

Estuda um produto de dispositivo regulamentado pela FDA dos EUA

Não

Essas informações foram obtidas diretamente do site clinicaltrials.gov sem nenhuma alteração. Se você tiver alguma solicitação para alterar, remover ou atualizar os detalhes do seu estudo, entre em contato com register@clinicaltrials.gov. Assim que uma alteração for implementada em clinicaltrials.gov, ela também será atualizada automaticamente em nosso site .

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