Основанный на глубоком обучении анализ патологии колоректального рака: инновационный подход для прогнозирования подтипов колоректального рака
13 апреля 2025 г. обновлено: Yunfang Yu, Sun Yat-Sen Memorial Hospital of Sun Yat-Sen University
АИ-мощные апопилоты для точной диагностики и хирургической оценки моделей гистологического роста в резекруемых метастазах колоректальной печени: проспективное исследование
Колеректальный рак (CRC) является основной причиной смертности в Китае, при этом метастазирование значительно способствует плохим результатам.
Гистопатологические паттерны роста (HGP) в метастазировании на колоректальном печени (CRLM) дают жизненно важные прогностические идеи, однако ограниченное количество патологов подчеркивает необходимость вспомогательных диагностических инструментов.
Недавние достижения в области искусственного интеллекта (ИИ) продемонстрировали потенциал в повышении диагностической точности, что вызвало разработку специализированных моделей ИИ, таких как кофе, для улучшения классификации и лечения HGP у пациентов с CRLM.
Это исследование направлено на разработку и проверку модели глубокого обучения на основе трансформатора, кофе, для классификации подтипов колоректального рака с использованием целых слайд-изображений (WSI) от пациентов с диагнозом метастазирования печени колоректального рака.
Модель предварительно обучена с использованием самоотверженного обучения (DINO) на WSIS из когорты TCGA-COAD, используя архитектуру Vision Transformer (VIT) для извлечения 384-мерных векторов функций из пятен 256 × 256 пикселей.
Модель кофе интегрирует структуру обучения с несколькими инстанциями (передача), включающая мультиголовые модули самоутомления и положения пирамиды (PPEG) для агрегирования пространственной и морфологической информации.
Исследование включает в себя обучение, тестирование и проспективные когорты валидации и оценивает производительность модели в условиях бинарной и многоклассовой классификации, а также ее потенциал помогать патологам в клинических рабочих процессах.
Обзор исследования
Статус
Завершенный
Условия
Вмешательство/лечение
Тип исследования
Наблюдательный
Регистрация (Действительный)
431
Контакты и местонахождение
В этом разделе приведены контактные данные лиц, проводящих исследование, и информация о том, где проводится это исследование.
Места учебы
-
-
Guangdong
-
Guangzhou, Guangdong, Китай, 510655
- Ethics Committee of the Sixth Affiliated Hospital of Sun Yat-sen University
-
-
Критерии участия
Исследователи ищут людей, которые соответствуют определенному описанию, называемому критериям приемлемости. Некоторыми примерами этих критериев являются общее состояние здоровья человека или предшествующее лечение.
Критерии приемлемости
Возраст, подходящий для обучения
- Взрослый
- Пожилой взрослый
Принимает здоровых добровольцев
Нет
Метод выборки
Невероятностная выборка
Исследуемая популяция
В исследовании участвовали 431 пациент с метастазированием печени колоректального рака, и все они перенесли операцию в шестой аффилированной больнице Сан Ят-Сен.
Когорта состояла из 297 пациентов в тренировочном наборе и 104 пациента в наборе тестирования.
Описание
Критерии включения:
- Пациенты с диагнозом метастазирования печени колоректального рака (CRLM) проходят хирургическое лечение;
- Максимальный диаметр резецированных метастатических поражений должен составлять ≥ 2 см;
- Доступность слайдов патологии наряду с базовыми клиническими, биологическими и патологическими особенностями.
Критерии исключения:
- Срезы ткани, полученные из образцов биопсии;
- Отсутствие жизнеспособной опухолевой ткани в метастатических поражениях;
- Поражения ранее обрабатывались абляцией с последующей хирургической резекцией, что приводило к неадекватному качеству слайдов ткани.
Учебный план
В этом разделе представлена подробная информация о плане исследования, в том числе о том, как планируется исследование и что оно измеряет.
Как устроено исследование?
Детали дизайна
Когорты и вмешательства
Группа / когорта |
Вмешательство/лечение |
|---|---|
|
Хирургическая патология слайды из Sahsysu, 1994 WSIS из 297 слайдов от 3 июля 2013 года.
Эта группа включает в себя 297 пациентов с метастазированием печени колоректального рака (CRLM), из которых были собраны 1994 изображения целых слайдов (WSI).
Эти слайды были использованы для разработки и тестирования модели кофе AI для классификации паттерна гистопатологического роста (HGP), обеспечивая ценную информацию для характеристики опухоли и прогноза.
|
Хирургическая резекция метастазирования печени колоректального рака (CRLM) включает удаление метастатических поражений из печени.
Эта процедура направлена на повышение уровня выживаемости и снижение нагрузки на опухоль у пациентов с диагнозом CRLM.
Резекция выполняется для лечения метастазирования печени, а клинические результаты, такие как выживаемость без прогрессирования (PFS) и общая выживаемость (OS), оцениваются после операции для определения эффективности лечения.
|
|
Хирургическая патология слайды из Sahsysu, 972 WSI от 104 пациентов от 21 апреля 2023 года.
Эта когорта содержит 104 пациента с диагнозом CRLM.
972 WSI были собраны для проверки модели кофе в более позднем наборе данных, оценивая производительность модели как в бинарных, так и в классификациях HGP с четырьмя классами.
|
Хирургическая резекция метастазирования печени колоректального рака (CRLM) включает удаление метастатических поражений из печени.
Эта процедура направлена на повышение уровня выживаемости и снижение нагрузки на опухоль у пациентов с диагнозом CRLM.
Резекция выполняется для лечения метастазирования печени, а клинические результаты, такие как выживаемость без прогрессирования (PFS) и общая выживаемость (OS), оцениваются после операции для определения эффективности лечения.
|
|
Хирургическая патология слайды из Sahsysu, 114 WSI от 30 пациентов от 2024 года.
Эта проспективная когорта состоит из 30 пациентов с CRLM, из которых 114 WSI были получены в 2024 году.
Когорта использовалась для оценки клинической применимости модели ИИ кофе с помощью проспективного исследования, сравнивая диагностические показатели патологов с помощью ИИ и без нее.
|
Хирургическая резекция метастазирования печени колоректального рака (CRLM) включает удаление метастатических поражений из печени.
Эта процедура направлена на повышение уровня выживаемости и снижение нагрузки на опухоль у пациентов с диагнозом CRLM.
Резекция выполняется для лечения метастазирования печени, а клинические результаты, такие как выживаемость без прогрессирования (PFS) и общая выживаемость (OS), оцениваются после операции для определения эффективности лечения.
|
Что измеряет исследование?
Первичные показатели результатов
Мера результата |
Мера Описание |
Временное ограничение |
|---|---|---|
|
Точность классификации (%) модели кофе AI в бинарной идентификации гистопатологических моделей роста (HGP) в CRLM с использованием изображений целых слайдов
Временное ограничение: 6 месяцев после операции (для проспективной когорты)
|
Этот результат измеряет точность диагностической классификации модели AI Coffee в обнаружении гистопатологических паттернов роста (HGP) у пациентов с метастазированием печени колоректального рака (CRLM).
Точность определяется как доля правильно предсказанных метков HGP по сравнению с основными мечениями истины, определяемыми консенсусом экспертных патологов.
Анализ включает в себя бинарную классификацию (Desmoplastic vs. не Desmoplastic).
Точность будет рассчитывать как: Точность = общее количество прогнозов / количество правильных прогнозов × 100%.
Результат будет оцениваться с использованием цифровых изображений целых слайдов, полученных из образцов метастазирования печени, собранных во время операции.
Производительность модели будет оценена через 6 месяцев после операции в проспективной группе валидации.
|
6 месяцев после операции (для проспективной когорты)
|
Вторичные показатели результатов
Мера результата |
Мера Описание |
Временное ограничение |
|---|---|---|
|
Точность классификации (%) модели Coffee AI в многоклассной идентификации гистопатологических моделей роста (HGP) в CRLM с использованием целых слайд-изображений
Временное ограничение: 6 месяцев после операции (для проспективной когорты)
|
Этот результат измеряет точность диагностической классификации модели AI Coffee в обнаружении гистопатологических паттернов роста (HGP) у пациентов с метастазированием печени колоректального рака (CRLM).
Точность определяется как доля правильно предсказанных метков HGP по сравнению с основными мечениями истины, определяемыми консенсусом экспертных патологов.
Анализ включает в себя четырехкласскую классификацию (Desmoplastic, замена, толкание и смешанная).
Точность будет рассчитывать как: Точность = общее количество прогнозов / количество правильных прогнозов × 100%.
Результат будет оцениваться с использованием цифровых изображений целых слайдов, полученных из образцов метастазирования печени, собранных во время операции.
Производительность модели будет оценена через 6 месяцев после операции в проспективной группе валидации.
|
6 месяцев после операции (для проспективной когорты)
|
Другие показатели результатов
Мера результата |
Мера Описание |
Временное ограничение |
|---|---|---|
|
Выживаемость без прогрессирования (PFS, в месяцы) у пациентов с метастазированием печени колоректального рака (CRLM), стратифицированных на основе AI-гистопатологического роста (HGP) классификации
Временное ограничение: До 3 лет после операции
|
Этот результат оценивает связь между классификацией HGP на основе AI (Desmoplastic и No-Desmoplastic) и безревенкой выживаемости (PFS) у пациентов с метастазированием печени колоректального рака (CRLM) после резекции.
PFS определяется как время от операции до прогрессирования заболевания или смерти от любой причины.
Анализ Kaplan-Meier будет использоваться для оценки PFS для каждой группы HGP с сравнениями с помощью теста Log-Rank.
Многомерные регрессионные модели Кокса будут оценивать прогностическую ценность HGP, корректируя клинические ковариаты (например, возраст, пол, число/размер метастазирования, химиотерапия, статус маржи, балл бремени опухоли).
Соотношения об опасности с 95% доверительными интервалами будут сообщены.
Модельные предположения будут протестированы и скорректированы при необходимости.
|
До 3 лет после операции
|
|
Общая выживаемость (OS, в месяцы) у пациентов с метастазированием печени колоректального рака (CRLM), стратифицированных классификацией гистопатологического роста (HGP) на основе AI (HGP)
Временное ограничение: До 3 лет после операции
|
Этот результат оценивает связь между классификацией HGP на основе AI (Desmoplastic и No-Desmoplastic) и общей выживаемостью (OS) у пациентов с метастазированием печени колоректального рака (CRLM) после резекции.
ОС определяется как время от операции до смерти от любой причины.
Анализ Kaplan-Meier будет использоваться для оценки ОС для каждой группы HGP с сравнениями с помощью теста Log-Rank.
Многомерные регрессионные модели Кокса будут оценивать прогностическую ценность HGP, корректируя клинические ковариаты (например, возраст, пол, число/размер метастазирования, химиотерапия, статус маржи, балл бремени опухоли).
Соотношения об опасности с 95% доверительными интервалами будут сообщены.
Модельные предположения будут протестированы и скорректированы при необходимости.
|
До 3 лет после операции
|
|
Время для диагностики (в считанные минуты) патологами с моделью кофе с A-A-Actisted в классификации CRLM HGP
Временное ограничение: В течение проспективного процесса (6 месяцев)
|
Этот результат оценивает влияние модели кофе с A-A-A-A-Advisting на диагностическую эффективность, сравнивая время, необходимое патологам для классификации гистопатологических моделей роста (HGP) метастазирования печени колоректального рака (CRLM) с помощью кофе и без нее.
Метрика - это время (минуты) от обзора слайдов, начало до окончательного диагноза, измеренное для каждого патолога с использованием стандартизированной цифровой платформы цельного слайда.
Сравнение включает в себя две руки: A-A-A-A-Advisted Diagnose And, где младшие патологи используют кофе в качестве инструмента поддержки решений, и обычная диагностика, где патологи выполняют ручную классификацию на основе визуальной гистопатологической оценки.
Все участники рассматривают один и тот же набор слайдов в рандомизированном порядке, а время диагностики регистрируется программным обеспечением для просмотра.
Описательная статистика (медиана, IQR) будет сообщена.
|
В течение проспективного процесса (6 месяцев)
|
|
Точность диагностики (процент правильных классификаций) патологов с моделью кофе и без них в классификации CRLM HGP.
Временное ограничение: В течение проспективного процесса (6 месяцев)
|
Этот результат оценивает диагностическую точность патологов в классификации гистопатологических паттернов роста (HGP) метастазирования печени колоректального рака (CRLM), сравнивая A-ассистированные по сравнению с обычными диагностическими рабочими процессами.
Точность определяется как доля правильно классифицированных изображений целых слайдов (WSI) относительно золотого стандартного диагноза консенсуса экспертными желудочно-кишечными патологами.
Каждый патолог будет независимо классифицировать один и тот же набор CRLM WSIS в двух условиях: с помощью ИИ (модель кофе) и без помощи ИИ (ручная оценка).
Классификация будет оценена как по категориям двоичных HGP (Desmoplastic vs. Nonesmoplastic), так и в категориях HGP с четырьмя классами (Desmoplastic, замена, толчок, смешанный).
Точность будет рассчитывать как: Точность = общее количество прогнозов / количество правильных прогнозов × 100%.
|
В течение проспективного процесса (6 месяцев)
|
Соавторы и исследователи
Здесь вы найдете людей и организации, участвующие в этом исследовании.
Даты записи исследования
Эти даты отслеживают ход отправки отчетов об исследованиях и сводных результатов на сайт ClinicalTrials.gov. Записи исследований и сообщаемые результаты проверяются Национальной медицинской библиотекой (NLM), чтобы убедиться, что они соответствуют определенным стандартам контроля качества, прежде чем публиковать их на общедоступном веб-сайте.
Изучение основных дат
Начало исследования (Действительный)
22 мая 2023 г.
Первичное завершение (Действительный)
6 марта 2024 г.
Завершение исследования (Действительный)
6 марта 2024 г.
Даты регистрации исследования
Первый отправленный
3 апреля 2025 г.
Впервые представлено, что соответствует критериям контроля качества
13 апреля 2025 г.
Первый опубликованный (Действительный)
20 апреля 2025 г.
Обновления учебных записей
Последнее опубликованное обновление (Действительный)
20 апреля 2025 г.
Последнее отправленное обновление, отвечающее критериям контроля качества
13 апреля 2025 г.
Последняя проверка
1 апреля 2025 г.
Дополнительная информация
Термины, связанные с этим исследованием
Дополнительные соответствующие термины MeSH
Другие идентификационные номера исследования
- 2023ZSLYEC-256
Планирование данных отдельных участников (IPD)
Планируете делиться данными об отдельных участниках (IPD)?
НЕ РЕШЕНО
Информация о лекарствах и устройствах, исследовательские документы
Изучает лекарственный продукт, регулируемый FDA США.
Нет
Изучает продукт устройства, регулируемый Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США.
Нет
Эта информация была получена непосредственно с веб-сайта clinicaltrials.gov без каких-либо изменений. Если у вас есть запросы на изменение, удаление или обновление сведений об исследовании, обращайтесь по адресу register@clinicaltrials.gov. Как только изменение будет реализовано на clinicaltrials.gov, оно будет автоматически обновлено и на нашем веб-сайте. .