راهبردهای عملیاتی توسعه مدل یادگیری عمیق و رادیومیکس MRI برای پیش بینی پاسخ درمانی و پیامد بقا در سرطان رکتوم

نوع مقاله : خلاصه سیاستی

نویسندگان
1 علوم پزشکی اصفهان
2 گروه فیزیک پزشکی، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران
3 مرکزتحقیقات فیزیولوژی کاربردی، پژوهشکده قلب و عروق، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران
4 گروه رادیوآنکولوژی، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران
5 گروه علوم تشریح و بیولوژی تولیدمثل، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران
10.48305/him.2026.46726.1428
چکیده
سرطان رکتوم یکی از بیماری‌‌های مهم انتهای روده بزرگ، پرچالش برای متخصصان حوزه سلامت و نیازمند تصمیم‌گیری‌های درمانی دقیق و به‌موقع در مراحل اولیه تشخیص است. رویکرد فعلی درمان که اغلب شامل پرتودرمانی و شیمی‌درمانی پیش از جراحی است، به دلیل تنوع و ناهمگونی زیستی تومورها، با پاسخ‌های درمانی متفاوتی در بیماران همراه می‌شود و بخشی از آنان را بدون دریافت نتیجه کافی، در معرض عوارض شدید درمانی یا عود بیماری قرار می‌دهد. این خلاصه سیاستی، با استناد به یافته‌های یک مطالعه مدلسازی رادیوژنومیک تدوین شد که با مشارکت دویست بیمار، به بررسی پتانسیل مدل‌های هوش مصنوعی در پیش‌بینی پاسخ درمانی و پیامد بقای بیماران پرداخت. نتایج مطالعه نشان داد ادغام ویژگی‌های بافتی و ساختاری حاصل از تصاویر MRI پیش‌درمانی، با داده‌های پاتولوژی و نشانگرهای ژنومی مانند وضعیت جهش‌های KRAS و BRAF، دقت زیادی حدود 85 درصد در پیش‌بینی بقای بدون بیماری و بقای کلی بیماران فراهم می‌کند. همچنین مدل‌های مبتنی بر یادگیری عمیق، پیش‌بینی پاسخ به درمان دقیق‌تری ارائه دادند. با این حال، اجرایی شدن این دستاوردها در حوزه بالین، نیازمند تدوین گزینه‌های سیاستی عملیاتی بود که با توجه به یافته‌های پژوهش و نظر متخصصان به‌این‌صورت «همسان‌سازی مدل‌های یادگیری عمیق رادیوژنومیک در سامانه‌های تصمیم‌یار بالینی بیمارستان‌های تخصصی، توسعه پروتکل ملی اعتبارسنجی و جمع‌آوری داده‌های چندمرکزی سرطان رکتوم، تدوین راهنماهای بالینی جدید برای غربالگری و پیش‌بینی پاسخ درمانی با استفاده از شاخص‌های زیستی ترکیبی (MRI و ژنومیک)»، پیشنهاد شد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Operational Strategies for Developing a Deep Learning and MRI Radiomics Model to Predict Treatment Response and Survival Outcomes in Rectal Cancer

نویسندگان English

نامه name 1
Hossein Taheri 2
MohammadBagher Tavakoli 3
Simin Hemati 4
Hossein Salehi 5
Hamed Taheri 5
1 Isfahan University of Medical Sciences
2 گروه فیزیک پزشکی، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران
3 مرکزتحقیقات فیزیولوژی کاربردی، پژوهشکده قلب و عروق، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران
4 گروه رادیوآنکولوژی، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران
5 گروه علوم تشریح و بیولوژی تولیدمثل، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران
چکیده English

Rectal cancer is one of the most important diseases of the distal colon, challenging for healthcare professionals and requiring accurate and timely treatment decisions at the early stages of diagnosis. The current treatment approach, which often includes preoperative radiotherapy and chemotherapy, is associated with different treatment responses in patients due to the diversity and biological heterogeneity of tumors, and exposes some of them to severe treatment complications or disease recurrence without receiving adequate results. This policy brief was developed based on the findings of a radiogenomic modeling study that examined the potential of artificial intelligence models in predicting treatment response and survival outcome in patients with the participation of 200 patients. The results of the study showed that the integration of histological and structural features from pretreatment MRI images with pathology data and genomic markers such as KRAS and BRAF mutation status provides a high accuracy of about 85% in predicting disease-free survival and overall survival of patients. Deep learning-based models also provided more accurate prediction of treatment response. However, the implementation of these achievements in the clinical field required the development of operational policy options, which, according to the research findings and expert opinions, were proposed as follows: "Improving radiogenomic deep learning models in clinical decision-making systems of specialized hospitals, developing a national protocol for validation and multicenter data collection of rectal cancer, and developing new clinical guidelines for screening and predicting treatment response using combined biomarkers (MRI and genomics)."

کلیدواژه‌ها English

Rectal cancer
MRI radiomics
deep learning
clinical decision making
therapeutic response
personalized medicine