The prevalence of breast cancer continues to grow, affecting about 300,000 females in the United States in 2023. However, there are different levels of severity of breast cancer requiring different treatment strategies, and hence, grading breast cancer has become a vital component of breast cancer diagnosis and treatment planning. Specifically, the gold-standard Scarff-Bloom-Richardson (SBR) grade has been shown to consistently indicate a patient's response to chemotherapy. Unfortunately, the current method to determine the SBR grade requires removal of some cancer cells from the patient which can lead to stress and discomfort along with costly expenses. In this paper, we study the efficacy of deep learning for breast cancer grading based on synthetic correlated diffusion (CDI$^s$) imaging, a new magnetic resonance imaging (MRI) modality and found that it achieves better performance on SBR grade prediction compared to those learnt using gold-standard imaging modalities. Hence, we introduce Cancer-Net BCa-S, a volumetric deep radiomics approach for predicting SBR grade based on volumetric CDI$^s$ data. Given the promising results, this proposed method to identify the severity of the cancer would allow for better treatment decisions without the need for a biopsy. Cancer-Net BCa-S has been made publicly available as part of a global open-source initiative for advancing machine learning for cancer care.


翻译:随着乳腺癌患病率的增加,2023年美国约有30万女性受到影响。然而,乳腺癌的不同严重程度需要不同的治疗策略,因此,分级乳腺癌已成为乳腺癌诊断和治疗规划的重要组成部分。具体而言,黄氏—布鲁姆—理查森(SBR)分级已被证明能够持续地表示患者对化疗的反应。不幸的是,确定SBR级别的当前方法需要从患者身上取出一些癌细胞,这可能会导致压力和不适,以及昂贵的费用。在本文中,我们研究了深度学习在基于合成相关扩散(CDI$^s$)成像进行乳腺癌分级方面的效果,并发现它在SBR分级预测方面比使用黄金标准成像模式学习的效果更好。因此,我们引入了Cancer-Net BCa-S,这是一种基于体积CDI$^s$数据的体积深度放射学方法,用于预测SBR分级。鉴于实验结果的前景,这种无需切片诊断的癌症严重性识别方法将允许更好的治疗决策。Cancer-Net BCa-S已作为促进癌症护理机器学习的全球开源倡议的一部分而公开提供。

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