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基于深度学习的多模态模型预测经治慢性乙型肝炎相关进展期肝纤维化的组织学逆转结局
作者: 韩葳
单位: 解放军总医院第五医学中心

摘要

慢性乙型肝炎(Chronic hepatitis B,CHB)相关肝纤维化是导致严重肝脏并发症的主要因素,抗病毒治疗后患者的组织学结局存在显著个体差异。组织病理学图像蕴含丰富的生物学信息,本研究旨在利用组织病理学图像联合临床特征,开发并验证一种基于深度学习的多模态预测模型,用于评估抗病毒治疗后肝纤维化的逆转情况。


这项多中心研究共纳入来自14家机构的238例患者,所有患者均接受抗病毒治疗。本研究将患者分为训练集(114例)、验证集(50例)和测试集(74例)。分别基于苏木精-伊红(H&E)和Masson染色图像构建卷积神经网络模型,随后联合临床特征构建多模态融合预测模型,用于评估抗病毒治疗后的纤维化逆转情况。


基于H&E染色图像的模型在验证集和测试集中的受试者工作特征曲线下面积(Area under the receiver operating characteristic curve,AUC)分别为0.657和0.615;Masson染色模型在相应数据集中AUC分别为0.727和0.676;仅基于临床特征的模型在验证集和测试集中的AUC分别为0.658和0.588。多模态融合模型展现出更优的区分能力,在验证集和测试集中的AUC分别达到0.741和0.694。亚组分析显示,该模型在进展期纤维化患者(AUC=0.779)和HBeAg阳性患者(AUC=0.755)中具有更为稳健的预测能力。基于梯度加权的类别激活热图显示,模型主要关注与未逆转相关的关键组织学特征包括肝细胞变性、肝索结构紊乱以及桥接纤维间隔增厚。


基于数字病理图像和临床特征的深度学习模型能够准确预测CHB相关肝纤维化患者抗病毒治疗后的逆转结局,尤其在进展期纤维化和HBeAg阳性人群中表现突出,为制定个体化治疗方案提供了重要参考依据。


关键词: 慢性乙型肝炎相关肝纤维化,深度学习,多模态模型
来源:第十届中国研究型医院学会肝病专委会学术会议