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Enregistrement W4412163764 · doi:10.1158/1557-3265.aimachine-b023

Abstract B023: Deep learning-based prediction of immune checkpoint inhibitor efficacy in brain metastases using brain MRI

2025· article· en· W4412163764 sur OpenAlexaboutno aff
Melisa S. Guelen, Tobias R. Bodenmann, Mason C. Cleveland, Jay Patel, Felix J. Dorfner, Nelson Gil, Shreyas Bhat Brahmavar, Dagoberto Pulido-Arias, Jayashree Kalpathy–Cramer, Bruce R. Rosen, Elizabeth R. Gerstner, Jawed Nawabi, David Wasilewski, Andrea Dell’Orco, Albert E. Kim, Christopher P. Bridge

Notice bibliographique

RevueClinical Cancer Research · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueMedical Imaging Techniques and Applications
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésMedicineBrain metastasisImmune systemImmune checkpointOncologyImmunotherapyCancerInternal medicineMetastasisImmunology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract Introduction: Brain metastases (BM) are an emerging challenge in modern oncology due to increasing incidence and limited treatments. Recent work by our group and others has illustrated that immune checkpoint inhibitors (ICI) are a promising therapy for treatment-refractory BM of diverse histologies. Yet, likelihood of response to ICI varies highly between patients, and the therapy often causes severe adverse effects. To build upon our findings and integrate ICI into precision medicine strategies for BM, scalable tools that quantify likelihood of response are needed. Methods: We curated a multi-institutional dataset of longitudinal mpMRI for 860 BM patients treated with ICI, assessing 2,542 BM responses based on pre- and 6-month post-treatment MRIs using standardized RANO criteria. A convolutional neural network (CNN) trained on pre-treatment mpMRI sequences predicted 6-month ICI efficacy. To ensure class balance and clinical relevance, four RANO classes were converted into a binary model: intracranial benefit including complete response (CR), partial response (PR) and stable disease (SD) vs. progressive disease (PD). Our custom CNN consists of three convolutional and two fully connected layers, with an 80/20 train-validation split. We also developed a "foundation model" for brain metastases using self-supervised contrastive learning with the SimCLR framework on studies from 9,408 patients from multiple private and public datasets. Our model has a 3D ResNet50 architecture and was pretrained on the axial T1-weighted, contrast-enhanced sequences of 11,659 BM mpMRIs. Image preprocessing was standardized for all our models and included reorientation, isotropic resampling to a 1 mm resolution, registration, N4 bias field correction, skull stripping, and normalization of image intensities to a zero mean and unit variance. The contrastive loss was computed by contrasting voxels centered around the centroid of the segmented tumor region against randomly selected non-tumor regions of the MRI studies. The model was then fine-tuned for ICI efficacy prediction using the same dataset that trained the CNN, held out during pretraining. A logistic regression model was trained on features extracted from the foundation model. Results: Our CNN achieved an area under receiver operating characteristics (AUROC) score of 0.650 on the validation set. We are actively optimizing the models, developing multi-class response models (e.g., CR/PR vs. SD vs. PD) and conducting subgroup analyses, such as histology-specific performance. Notably, fine-tuning the foundation model with a linear classifier resulted in an improved AUROC score of 0.7601. This demonstrates the potential of our pretraining approach for enhanced predictive performance. Conclusion: Our study presents one of the first Deep Learning-based efforts to predict ICI efficacy for BM. There is emerging promise in using Deep Learning to identify under-appreciated or previously unknown imaging patterns of biological significance within clinically acquired imaging. Citation Format: Melisa S. Guelen, Tobias R. Bodenmann, Mason C. Cleveland, Jay B. Patel, Felix J. Dorfner, Nelson Gil, Shreyas B. Brahmavar, Dagoberto Pulido-Arias, Jayashree Kalpathy-Cramer, Jean-Philippe Tiran, Bruce R. Rosen, Elizabeth Gerstner, Jawed Nawabi, David Wasilewski, Andrea Dell'Orco, Albert E. Kim, Christopher P. Bridge. Deep learning-based prediction of immune checkpoint inhibitor efficacy in brain metastases using brain MRI [abstract]. In: Proceedings of the AACR Special Conference in Cancer Research: Artificial Intelligence and Machine Learning; 2025 Jul 10-12; Montreal, QC, Canada. Philadelphia (PA): AACR; Clin Cancer Res 2025;31(13_Suppl):Abstract nr B023.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,002
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,016
Score d'incertitude au seuil0,032

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,002
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,000
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,001

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,191
Tête enseignante GPT0,543
Écart entre enseignants0,351 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreMéthodes

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2025
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