PubMed دسترسی آزاد

Enhancing diagnostic precision for BI-RADS 4a breast nodules: A multimodal AI model integrating ultrasound radiomics, hemodynamic signatures, and clinical profiles.

استودیوی صوتی مقاله

پخش حرفه‌ای فارسی و انگلیسی

در حال بررسی نسخه‌های صوتی ذخیره‌شده…

صوت تولیدشده با هوش مصنوعی است. برای کاربرد علمی یا درمانی، متن و منبع اصلی را بررسی کنید.
خواندن هوشمند فارسی و انگلیسی در حال آماده‌سازی صداهای مرورگر…
تنظیم صدای طبیعی و سرعت

صداهایی که در نامشان «Natural»، «Neural» یا «Online» دیده می‌شود معمولاً طبیعی‌ترند. انتخاب صدا به صداهای نصب‌شده در ویندوز و مرورگر شما بستگی دارد.

چکیده اصلی

BACKGROUND: Breast Imaging Reporting and Data System (BI-RADS) 4a nodules represent a diagnostic dilemma, with a malignancy rate ranging from 2% to 10%. The majority of these nodules prove benign after biopsy, leading to unnecessary invasive procedures, patient anxiety, and healthcare costs. Current clinical practice lacks a reliable, noninvasive tool to accurately distinguish benign from malignant BI-RADS 4a lesions. Emerging evidence suggests that integrating multiparametric ultrasound data with clinical factors through artificial intelligence may improve diagnostic precision, but a validated multimodal model specifically for this ambiguous category is lacking. PURPOSE: To develop and validate a multimodal artificial intelligence model that integrates ultrasound radiomics, hemodynamic features, and clinical data for the accurate differentiation of benign and malignant BI-RADS 4a breast nodules, with the ultimate goal of supporting clinical decisionmaking and safely reducing unnecessary biopsies. METHODS: This prospective, multicenter study enrolled 350 pathologically confirmed BI-RADS 4a nodules from 331 patients in one tertiary hospital and two secondary hospitals. Clinical data, grayscale ultrasound images, and hemodynamic parameters were collected for each nodule. Radiomics features were extracted from the ultrasound images. A multimodal fusion model was constructed using the Light Gradient Boosting Machine (LightGBM) algorithm following feature selection via Least Absolute Shrinkage and Selection Operator (LASSO) regression. The model was developed and hyperparameter-tuned on a training set (n = 260) using nested cross-validation and was evaluated on a temporally independent test set (n = 90). Model interpretability was enhanced using SHapley Additive exPlanations (SHAP). RESULTS: On the independent test set, the multimodal LightGBM model demonstrated excellent diagnostic performance, achieving an area under the receiver operating characteristic curve (AUC) of 0.95 (95% CI: 0.91-0.99), with a sensitivity of 100% (95% CI: 81.5%-100%) and a specificity of 86.1% (95% CI: 75.8%-93.1%). Its performance was significantly superior to baseline classifiers including Logistic Regression, Support Vector Machine, and Random Forest (all p < 0.05). SHAP analysis identified wavelet-transformed texture features, the presence of a penetrating vessel, and BRCA mutation status as the top predictors of malignancy. Applying this model could have potentially avoided 32.4% (24/74) of unnecessary biopsies on benign nodules while maintaining perfect sensitivity. CONCLUSION: A multimodal AI model based on LightGBM can accurately differentiate benign and malignant BI-RADS 4a breast nodules. It shows significant potential as a clinical decision-support tool to reduce unnecessary biopsies without compromising sensitivity, enabling more precise management for this challenging patient population.

نتیجه فارسی

این مطالعه یک مدل هوش مصنوعی چندوجهی را برای تشخیص توده‌های پستان BI-RADS 4a توسعه داد. مدل با استفاده از سونوگرافی، ویژگی‌های همودینامیک و داده‌های بالینی ساخته شد. در مجموعه تست مستقل، مدل عملکرد خوبی داشت و می‌توانست بیوپسی‌های غیرضروری را کاهش دهد.

  • توسعه یک مدل هوش مصنوعی چندوجهی برای توده‌های پستان BI-RADS 4a.
  • ادغام داده‌های سونوگرافی، ویژگی‌های همودینامیک و پروفایل‌های بالینی.
  • عملکرد خوب مدل در مجموعه تست مستقل با AUC 0.95.
  • تشخیص ویژگی‌های بافت و امضای همودینامیک و وضعیت جهش BRCA به عنوان پیش‌بینی‌کننده‌های اصلی.
  • کاهش ۳۲.۴٪ از بیوپسی‌های غیرضروری.

ترجمه فارسی چکیده

توده‌های پستان BI-RADS 4a چالش‌های تشخیصی ایجاد می‌کنند که نرخ بدخیمی آن‌ها بین ۲ تا ۱۰ درصد متغیر است. اکثر این توده‌ها خوش‌خیم هستند که منجر به اقدامات تهاجمی، اضطراب بیمار و هزینه‌های بالینی می‌شود. ابزارهای فعلی برای تمایز دقیق بین خوش‌خیم و بدخیم ناقص هستند. هدف این مطالعه توسعه و اعتبارسنجی یک مدل هوش مصنوعی چندوجهی برای توده‌های پستان BI-RADS 4a است. این مطالعه پروسپکتیو، چندمرکزی شامل ۳۵۰ توده تأیید شده بالینی بود. مدل LightGBM با استفاده از داده‌های بالینی، سونوگرافی و ویژگی‌های رادیومیک ساخته شد. در مجموعه تست مستقل، مدل AUC را ۰.۹۵ (۹۵٪ CI: ۰.۹۱-۰.۹۹) به دست آورد. تحلیل SHAP نشان داد که ویژگی‌های بافت و امضای همودینامیک و وضعیت جهش BRCA پیش‌بینی‌کننده‌های اصلی بدخیمی هستند. این مدل می‌تواند ۳۲.۴٪ از بیوپسی‌های غیرضروری را جلوگیری کند.

روش پژوهش

این مطالعه پروسپکتیو، چندمرکزی شامل ۳۵۰ توده تأیید شده بالینی بود. ویژگی‌های رادیومیک از تصاویر سونوگرافی استخراج شدند. مدل LightGBM با استفاده از داده‌های بالینی، سونوگرافی و ویژگی‌های رادیومیک ساخته شد.

محدودیت‌ها

محدودیت‌های این مطالعه شامل ماهیت پروسپکتیو و استفاده از یک مدل خاص LightGBM است.

استخراج ساختاریافته از متن منبع

نمای PICO و پیامدها

جمعیت
توده‌های پستان BI-RADS 4a تأیید شده بالینی (۳۵۰ مورد) در ۳۳۱ بیمار.
مداخله/مواجهه
مدل هوش مصنوعی چندوجهی LightGBM که رادیومیک‌های سونوگرافی، ویژگی‌های همودینامیک و داده‌های بالینی را ادغام می‌کند.
مقایسه
طبقه‌بندی‌های پایه شامل رگرسیون لجستیک، ماشین بردار پشتیبان و درخت تصادفی.
حجم نمونه
۳۵۰ توده تأیید شده بالینی (۲۶۰ مورد در مجموعه آموزشی و ۹۰ مورد در مجموعه تست مستقل).

متن کامل اصلی

نسخه دارای مجوز در منبع علمی در دسترس است.

لینک مستقیم از metadata منبع گرفته شده و در تب جدید باز می‌شود.

باز کردن متن کامل

کلیدواژه‌ها

BI‐RADS 4aLightGBMbiopsy reductionbreast nodulesmultimodal artificial intelligenceradiomics
در همین زیرشاخه

مقاله‌های مرتبط

PubMed2027

Computational Network Analysis for Defining Transcriptional Programs.

Cancer cell identity is governed by coordinated transcriptional programs that are frequently rewired during tumorigenesis. Systematic identification of cancer type-specific gene regulatory networks provides a framework for understanding oncogenic state transitions and for prioritizing candidate therapeutic targets. Here, we present a reproducible network-based workflow for reconstructing and analyzing transcriptional regulatory program…

PubMed2027

Topic-Driven Bibliometrics and Trend Intelligence for Stem Cell and Cancer Research.

The rapid growth of biomedical literature has created an urgent need for computational tools that enable researchers to systematically analyze publication trends, identify emerging research themes, and map the evolution of scientific fields. PubMed Atlas is a command-line and web-enabled workflow for topic-driven bibliometrics and trend intelligence using PubMed E-utilities. The pipeline executes PubMed queries, retrieves matching PMID…

PubMed2026

Nursing Students' Reports of Patient Safety Incidents and Reasons During Clinical Placements: A Secondary Analysis of the International Data.

Clinical placements expose nursing students to patient safety incidents and provide important opportunities for learning about safe care. This study explored how nursing students in four countries recognized and interpreted patient safety incidents encountered or witnessed during clinical practice, including perceived contributing factors. A secondary qualitative content analysis was conducted using narrative data from 1442 undergradua…

PubMed2026

Frequency of Clinically Relevant Drug-Drug Interactions Between Tyrosine Kinase Inhibitors and Proton Pump Inhibitors in Patients With Cancer Using Real-World Data.

BACKGROUND: Proton pump inhibitors (PPIs) raise stomach pH, leading to reduced bioavailability of many tyrosine kinase inhibitors (TKIs), thereby affecting treatment outcomes. To what extent this interaction occurs in clinical practice remains underexplored. OBJECTIVE: To determine the frequency of clinically relevant interactions between TKIs and PPIs in clinical practice and the duration of concomitant prescription. METHODS: A retros…