Imaging biomarkers offer a non-invasive way to predict the response of immunotherapy prior to treatment. In this work, we propose a novel type of deep radiomic features (DRFs) computed from a convolutional neural network (CNN), which capture tumor characteristics related to immune cell markers and overall survival. Our study uses four MRI sequences (T1-weighted, T1-weighted post-contrast, T2-weighted and FLAIR) with corresponding immune cell markers of 151 patients with brain tumor. The proposed method extracts a total of 180 DRFs by aggregating the activation maps of a pre-trained 3D-CNN within labeled tumor regions of MRI scans. These features offer a compact, yet powerful representation of regional texture encoding tissue heterogeneity. A comprehensive set of experiments is performed to assess the relationship between the proposed DRFs and immune cell markers, and measure their association with overall survival. Results show a high correlation between DRFs and various markers, as well as significant differences between patients grouped based on these markers. Moreover, combining DRFs, clinical features and immune cell markers as input to a random forest classifier helps discriminate between short and long survival outcomes, with AUC of 72\% and p=2.36$\times$10$^{-5}$. These results demonstrate the usefulness of proposed DRFs as non-invasive biomarker for predicting treatment response in patients with brain tumors.


翻译:在这项工作中,我们提出了一种新型的深海放射特征(DRFs),该特征是从一个具有标签的神经神经神经网络(CNN)中计算出来的,它捕捉了与免疫细胞标记和总体存活有关的肿瘤特征。我们的研究使用了四个MRI序列(T1加权、T1加权后检测、T2加权后检测和FLAIR),与151个患有脑肿瘤的病人相应的免疫细胞标记。在这项工作中,拟议方法通过汇总MRI扫描中标注的肿瘤区域内预先训练的3D-CNN的启动图,共提取了180个DRFs。这些特征提供了区域质素编码组织多样性的精度和强度。我们进行了一套综合实验,以评估拟议的DRFs和免疫细胞标记之间的关系,并测量了它们与总体存活的关系。结果显示DRFs和各种标记之间的高度关联性关系,以及基于这些标记的病人之间在DRF2和ERS的随机值中, 将DNA特性与DNA结果作为长期的临床特征作为ARIRCS的样本和生物结果。

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