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医疗科研新突破 | 菁易科研聚焦:深度学习助力喉癌和下咽癌ENE精准识别

Pretreatment CT Identification of Extranodal Extension in Laryngeal and Hypopharyngeal Cancers Using Deep Learning.

研究背景

喉部和下咽部鳞状细胞癌(LHSCC)常见且淋巴结转移率高。淋巴结外侵犯(ENE)是重要预后因素,降低患者生存率。目前ENE诊断主要靠术后病理,术前影像诊断准确性和一致性低,开发自动化诊断工具很有必要。

方法速览

采用回顾性多中心数据集,含多家医院的LHSCC和口腔鳞状细胞癌患者。DeepENE模型基于2.5维多尺度特征融合网络架构,结合局部和全局淋巴结特征。训练用五折交叉验证,在外部测试集集成预测,并与五位专家对比,用AUC等指标评估。

主要发现

  • 内部测试表现好:DeepENE在内部测试集五折交叉验证AUC达0.93,敏感性、特异性和准确率均为89%,诊断性能一致。
  • 外部测试泛化强:在三个外部测试集总体AUC为0.91,显著优于专家平均AUC。
  • 早期ENE检测优:在外部测试集2中,AUC为0.87,优于专家,识别细微特征优势明显。
  • 淋巴结分类占优:在区分转移和良性、有无ENE的转移性淋巴结任务中,均显著优于专家。
  • 口腔癌有泛化力:在口腔癌患者中,转移性淋巴结检测AUC为0.85,ENE分类AUC低于LHSCC但仍优于专家。
  • 较现有模型更优:与DualNet相比,多数测试场景AUC值更高。

总结展望

本研究首次开发并验证DeepENE用于LHSCC患者ENE自动识别,其诊断性能优于专家,架构融合特征提升识别力。不过,还需更多外部数据集验证泛化能力,开展临床前瞻性评估,结合多模态数据提升性能。