GD-MIL:用于前列腺癌多模式生化复发预测的分级解缠多实例学习
GD-MIL: Grade-Disentangled Multiple Instance Learning for Multimodal Biochemical Recurrence Prediction in Prostate Cancer
摘要
根治性前列腺切除术后的生化复发(BCR)是前列腺癌的一个关键终点,但风险分层几乎完全依赖于格里森分级主导的变量。 H&E 全幻灯片图像 (WSI) 是否携带超出等级的预后信号,以及多实例学习 (MIL) 是否可以恢复它,仍然悬而未决。一个关键障碍是许多管道在评估折叠上选择模型检查点,人为地夸大了一致性。我们在 TCGA-PRAD(487 名患者,101 个 BCR 事件)上构建了严格的基准,使用对五个种子重复的五倍交叉验证进行严格的折叠评分。 MIL 聚合器(ABMIL、CLAM、TransMIL、PatchGCN)的选择影响不大(UNI2-h 的 C 指数为 0.61-0.64),而特征提取器是主导因素(ResNet50 0.566 与高达 0.639 的病理学基础模型相比)。分级、分期、年龄的临床Cox模型达到0.687;没有任何仅成像模型的性能显着优于它 (p > 0.10)。我们引入了 Grade-Disentangled MIL (GD-MIL),这是一种门控注意力 MIL 编码器,经过梯度反转等级对手训练,鼓励幻灯片表示在与临床变量后期融合之前保持格里森等级不变。 GD-MIL 达到 C 指数 0.704,显着优于临床基线(delta-c = +0.029,p = 0.0005)和最佳仅成像模型(delta-c = +0.062,p = 0.039),表明 H&E 形态包含与分级互补的预后信息。中位风险分割产生无 BCR 生存率的对数秩 p < 0.0001 分离(五年时约为 20% 与 70%)。