Deep Learning Predicts Lung Cancer Treatment Response from Serial Medical Imaging

医学 肺癌 深度学习 置信区间 卷积神经网络 无线电技术 医学影像学 阶段(地层学) 癌症 内科学 放射科 肿瘤科 人工智能 计算机科学 生物 古生物学
作者
Yiwen Xu,Ahmed Hosny,Roman Zeleznik,Chintan Parmar,Thibaud Coroller,Idalid Franco,Raymond H. Mak,Hugo J.W.L. Aerts
出处
期刊:Clinical Cancer Research [American Association for Cancer Research]
卷期号:25 (11): 3266-3275 被引量:448
标识
DOI:10.1158/1078-0432.ccr-18-2495
摘要

Abstract Purpose: Tumors are continuously evolving biological systems, and medical imaging is uniquely positioned to monitor changes throughout treatment. Although qualitatively tracking lesions over space and time may be trivial, the development of clinically relevant, automated radiomics methods that incorporate serial imaging data is far more challenging. In this study, we evaluated deep learning networks for predicting clinical outcomes through analyzing time series CT images of patients with locally advanced non–small cell lung cancer (NSCLC). Experimental Design: Dataset A consists of 179 patients with stage III NSCLC treated with definitive chemoradiation, with pretreatment and posttreatment CT images at 1, 3, and 6 months follow-up (581 scans). Models were developed using transfer learning of convolutional neural networks (CNN) with recurrent neural networks (RNN), using single seed-point tumor localization. Pathologic response validation was performed on dataset B, comprising 89 patients with NSCLC treated with chemoradiation and surgery (178 scans). Results: Deep learning models using time series scans were significantly predictive of survival and cancer-specific outcomes (progression, distant metastases, and local-regional recurrence). Model performance was enhanced with each additional follow-up scan into the CNN model (e.g., 2-year overall survival: AUC = 0.74, P < 0.05). The models stratified patients into low and high mortality risk groups, which were significantly associated with overall survival [HR = 6.16; 95% confidence interval (CI), 2.17–17.44; P < 0.001]. The model also significantly predicted pathologic response in dataset B (P = 0.016). Conclusions: We demonstrate that deep learning can integrate imaging scans at multiple timepoints to improve clinical outcome predictions. AI-based noninvasive radiomics biomarkers can have a significant impact in the clinic given their low cost and minimal requirements for human input.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
尊敬枕头完成签到 ,获得积分10
1秒前
单薄松鼠完成签到 ,获得积分10
2秒前
Ivan完成签到 ,获得积分10
5秒前
年糕完成签到 ,获得积分10
9秒前
ccczzzyyy完成签到,获得积分10
12秒前
华仔应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
Ray完成签到 ,获得积分10
18秒前
彩色的冷梅完成签到 ,获得积分10
20秒前
小白白白完成签到 ,获得积分10
20秒前
追寻的从云完成签到 ,获得积分10
21秒前
weng完成签到,获得积分10
24秒前
林好人完成签到,获得积分10
27秒前
冷傲的迎南完成签到 ,获得积分10
30秒前
31秒前
阳炎完成签到,获得积分10
31秒前
自来也完成签到,获得积分10
32秒前
鲨猫收藏家完成签到 ,获得积分10
43秒前
会撒娇的东东完成签到 ,获得积分10
50秒前
娟儿完成签到 ,获得积分10
50秒前
可靠的无血完成签到,获得积分10
51秒前
雁塔完成签到 ,获得积分10
56秒前
怡然白竹完成签到 ,获得积分10
58秒前
Leviathan完成签到 ,获得积分10
1分钟前
WD完成签到 ,获得积分10
1分钟前
茅十八完成签到,获得积分10
1分钟前
blissche完成签到 ,获得积分10
1分钟前
LHH完成签到 ,获得积分10
1分钟前
关中人完成签到,获得积分10
1分钟前
昵称完成签到 ,获得积分10
1分钟前
舒适的涑完成签到 ,获得积分10
1分钟前
李健应助去去去去采纳,获得10
1分钟前
稳重完成签到 ,获得积分10
1分钟前
monster完成签到 ,获得积分10
1分钟前
slsdianzi完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
salty完成签到 ,获得积分10
1分钟前
繁荣的映雁完成签到,获得积分10
1分钟前
wp4455777完成签到,获得积分10
1分钟前
南城完成签到 ,获得积分10
1分钟前
木又完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高分求助中
Lire en communiste 1000
Ore genesis in the Zambian Copperbelt with particular reference to the northern sector of the Chambishi basin 800
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 700
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 700
Becoming: An Introduction to Jung's Concept of Individuation 600
肝病学名词 500
Evolution 3rd edition 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3171668
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2822467
关于积分的说明 7939330
捐赠科研通 2483112
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1322990
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 633826
版权声明 602647