3 个月前

从全切片图像到生物标志物预测:计算病理学中端到端深度学习的流程规范

从全切片图像到生物标志物预测:计算病理学中端到端深度学习的流程规范

摘要

苏木精-伊红(H&E)染色的全幻灯片图像(WSIs)是癌症诊断的基础。近年来,计算病理学领域中基于深度学习的方法不断发展,使得直接从WSIs预测生物标志物成为可能。然而,如何在大规模上准确地将组织表型与生物标志物关联起来,仍是实现精准肿瘤学中复杂生物标志物普及化的一个关键挑战。本协议介绍了一种实用的工作流程——实体瘤关联建模在病理学中的应用(STAMP),该流程利用深度学习技术,可直接从WSIs预测生物标志物。STAMP工作流程具有生物标志物无关性(biomarker-agnostic),并支持将基因组数据和临床病理学表格数据作为额外输入,与组织病理学图像共同用于建模。该协议包含五个主要阶段,已在多种研究问题中成功应用:问题定义、数据预处理、建模、评估与临床转化。STAMP工作流程的独特之处在于其强调作为协作框架的实用性,能够为临床医生与工程师共同开展计算病理学研究项目提供支持。作为示例任务,我们采用STAMP对结直肠癌中的微卫星不稳定性(MSI)状态进行预测,结果表明该方法在识别MSI-high肿瘤方面表现出优异的准确性。此外,我们还提供了开源代码库,该代码已在全球多家医院部署,用于构建计算病理学工作流程。STAMP工作流程仅需约一天的动手计算操作时间,并具备基本命令行操作知识即可完成。

代码仓库

KatherLab/STAMP
官方
jax
GitHub 中提及

基准测试

基准方法指标
classification-on-tcgaMSI-H Transformer
AUPRC: 0.58
AUROC: 0.84

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