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人工智能生成的 RENAL+ 評分在預測腎臟腫瘤結果方面超越了人類生成的評分

2024-02-11科技

腎測量評分量化手術復雜性,但受限於觀察者和時間。AI能緩解此障礙,與人類專家一樣預測腫瘤結果,對臨床有價值。

雖然RENAL評分將連續的變量進行分類,簡化了評分過程,但這一過程中也遺失了有價值的資訊。就像腎臟質素直徑為4-7厘米被簡單歸為2分,但6.9cm和4.1cm的內生性腎質素預後卻大不相同。RENAL評分對每個組成部份一視同仁,簡單相加。而AI評分則不受這些限制,透過復雜的多變量模型,將連續的評分元件完美結合。我們利用AI生成的分段和多元邏輯回歸的連續變量,創造了全新的AI+評分!

圖 1. 接受者操作特征曲線評估不同 RENAL 評分的病理結果的預測能力(半徑、內生/外生、與集合系統的距離、前/後、相對於極線的位置)評分:人工智能 (AI)–生成的連續分數(紅色)、AI 生成的分類分數(綠色)和人類生成的分數(藍色)。FPF表示假陽性分數;TPV,真陽性值。

圖 2. 評估手術類別對不同腎(半徑、內生/外生、距集合系統的距離、前/後、相對於極線的位置)評分的預測能力的受試者操作特征曲線:人工智能 (AI)–生成的連續分數(紅色)、AI 生成的分類分數(綠色)和人類生成的分數(藍色)。

"回顧2010-2018年300名疑似腎癌患者,排除血栓患者,用最大腫瘤生成腎測量評分。數據公開於https://kits21.kits-challenge.org/。使用深度神經網絡自動生成腎實質和腫瘤的分割掩模,幾何演算法將分數估計為序數和連續變量。每個腫瘤都有AI生成的RENAL評分(AI+評分)、有序RENAL評分(AI-score)和傳統RENAL評分(H-score)。AI+評分是自動生成的連續分量的組合,無需相加。使用多元邏輯回歸研究其預測能力,比較AI+、AI評分。"

該佇列中,患者中位年齡60歲,40%為女性。腫瘤中位大小4.2cm,92%為惡性。AI+評分在預測惡性腫瘤、高階段、高級別、壞死和部份腎切除方面表現良好。最大腫瘤直徑是AI+評分最重要的預測因子。高度疾病和腫瘤壞死與AI+評分相關。研究存在局限性,包括2%的失敗率和來自70個醫療機構的CT影像,但我們認為這是可以接受的,並認為這為研究的普遍性和外部有效性奠定了基礎。

"AI+ 評分基於連續變量,無人為幹預,能更準確預測腫瘤結果。自動分割和腎測量評分減少了解釋差異,提高數據質素。在新治療時代,準確預測不良病理和腫瘤結果的需求迫切。我們的數據支持臨床醫生信賴全自動版本,並可作為開發更先進系統的重要步驟。"

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