Background: Transrectal ultrasound guided systematic biopsies of the prostate is a routine procedure to establish a prostate cancer diagnosis. However, the 10-12 prostate core biopsies only sample a relatively small volume of the prostate, and tumour lesions in regions between biopsy cores can be missed, leading to a well-known low sensitivity to detect clinically relevant cancer. As a proof-of-principle, we developed and validated a deep convolutional neural network model to distinguish between morphological patterns in benign prostate biopsy whole slide images from men with and without established cancer. Methods: This study included 14,354 hematoxylin and eosin stained whole slide images from benign prostate biopsies from 1,508 men in two groups: men without an established prostate cancer (PCa) diagnosis and men with at least one core biopsy diagnosed with PCa. 80% of the participants were assigned as training data and used for model optimization (1,211 men), and the remaining 20% (297 men) as a held-out test set used to evaluate model performance. An ensemble of 10 deep convolutional neural network models was optimized for classification of biopsies from men with and without established cancer. Hyperparameter optimization and model selection was performed by cross-validation in the training data . Results: Area under the receiver operating characteristic curve (ROC-AUC) was estimated as 0.727 (bootstrap 95% CI: 0.708-0.745) on biopsy level and 0.738 (bootstrap 95% CI: 0.682 - 0.796) on man level. At a specificity of 0.9 the model had an estimated sensitivity of 0.348. Conclusion: The developed model has the ability to detect men with risk of missed PCa due to under-sampling of the prostate. The proposed model has the potential to reduce the number of false negative cases in routine systematic prostate biopsies and to indicate men who could benefit from MRI-guided re-biopsy.


翻译:背景:前列腺的外转超声制导系统生物观察,是建立前列腺癌症诊断的常规程序。然而,10-12前列腺核心生物观察只对相对较少的前列腺进行抽样检查,而生物心理核心之间的肿瘤损伤则可以忽略,导致人们所熟知的检测临床相关癌症的敏感度低。作为原则的证明,我们开发并验证了一个深层革命神经网络模型,以区分有和没有癌症的良性前列腺生物剖析整个幻灯片图象的形态模式。 方法:这项研究包括14 354个乙氧基素和由1 508个组男子从良性前列腺中采集整个幻灯片图象:没有确诊前列腺癌(PCa)的诊断和至少有一个核心生物心理学诊断的男子。80%的参与者被指派为培训数据,用于模型模型优化(1 211名男子),其余的20%(297名男子),用作评估模型性能的固定测试。在10个深层红心蛋变变变变变的红细胞网络中,通过不常化的深度变现性变现的内核结果估计。 机的内研算算显示:10个已建立的内心变的内变的内变变的内变变的内变的内变的机的机的机的机的机的机的机的机的机变结果的机结果的机变结果结果的机变结果的机算数据是:一个最变的机的机的模型的模型的模型的模型的机的机的机的机的机的机算结果。

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