تحديد النمط الجزيئي لعلاج الأورام العصبية منخفضة الدرجة المتعددة الفئات لدى الأطفال باستخدام تصوير MR بتقنية ADC وتعلم الآلة

الخلفية والهدف: يؤثر تحديد العلامات البيولوجية الجزيئية بشكل متزايد على تخطيط العلاج لأورام الأعصاب منخفضة الدرجة لدى الأطفال (PLGNTs). هدفنا هو تطوير والتحقق من صحة توقيع ADC القائم على الراديوميات للتنبؤ بالحالة الجزيئية لـ PLGNTs. المواد والأساليب: في هذه الدراسة الاستباقية المشتركة بين مؤسستين، بحثنا في نظام PACS عن صور MR للأساس الدماغي للأطفال المصابين بـ PLGNTs. تم إجراء تقسيم شبه تلقائي للورم على خرائط ADC باستخدام أداة التأثير شبه التلقائي لتتبع المستوى مع 3D Slicer. تم جمع المتغيرات السريرية، بما في ذلك العمر والجنس وموقع الورم، من مراجعة السجلات. تم اشتقاق الحالة الجزيئية للأورام من الخزعة. تم استخدام الغابات العشوائية متعددة الفئات للتنبؤ بالحالة الجزيئية وتم تنقيحها باستخدام بحث الشبكة على مجموعات التحقق. تم تقييم النماذج باستخدام مجموعات اختبار مستقلة وغير مرئية بناءً على البيانات المجمعة، وتم حساب المساحة تحت منحنى خاصية التشغيل المستقبلية (AUC) للتنبؤ بـ 3 فئات: اندماج KIAA1549-BRAF، طفرة BRAF V600E، ومجموعات غير BRAF. تم تكرار التجارب 100 مرة باستخدام تقسيمات بيانات عشوائية مختلفة وتطبيقات نموذجية لضمان نتائج قابلة للتكرار. النتائج: تم تضمين 299 طفلًا من المؤسسة الأولى و23 طفلًا من المؤسسة الثانية (53.6٪ ذكور؛ متوسط العمر 8.01 سنوات؛ 51.8٪ فوق الخيمة؛ 52.2٪ مع اندماج KIAA1549-BRAF). بالنسبة لتنبؤ الفئات الثلاث باستخدام ميزات الراديوميات فقط، كانت متوسط AUC الاختبار 0.74 (95٪ CI، 0.73–0.75)، وعند استخدام الميزات السريرية فقط، كانت متوسط AUC الاختبار 0.67 (95٪ CI، 0.66–0.68). أدى الجمع بين ميزات الراديوميات والميزات السريرية إلى تحسين AUC إلى 0.77 (95٪ CI، 0.75–0.77). كانت الأداء التشخيصي لمتوسط AUC الاختباري لكل فئة أعلى في تحديد أورام اندماج KIAA1549-BRAF بين المجموعات الأخرى (AUC = 0.81 للميزات الراديومية والسريرية المجمعة مقابل 0.75 و0.74 لطفرة BRAF V600E ومجموعات غير BRAF، على التوالي). الاستنتاجات: تمتلك قيم ADC لتقسيمات الأورام إشارات تفريقية يمكن استخدامها لتدريب مصنفات تعلم الآلة لتحديد العلامات البيولوجية الجزيئية لأورام PLGNTs. يمتلك التمييز القائم على ADC لحالة BRAF لأورام PLGNTs القدرة على تجنب خزعة الورم الغازية وتمكين بدء العلاج المستهدف في وقت مبكر.