Brain tumour MRI typically requires both pre- and post-contrast imaging, but gadolinium is not always desirable (frequent follow-up, renal impairment, allergy, paediatric patients). We developed and validated a deep learning model to predict tumour contrast enhancement from non-contrast MRI alone. We assembled 11,089 brain MRI studies (2006-2024) from 10 datasets across four countries and three continents, spanning adult and paediatric populations with glioma, meningioma, metastases, and post-resection appearances. Three architectures were trained to detect and segment enhancing tumour from T1w, T2w and FLAIR alone. Performance was assessed in a 1,109-study held-out test set (primary endpoint: patient-level enhancement detection; secondary: voxel-level Dice). Eleven expert radiologists attempted the same task on a 564-case subset (100 cases each), blinded to history, prior imaging, and referral. The best model, nnU-Net, achieved 83.0% balanced accuracy (95% CI 79.1-87.2; sensitivity 91.5%, specificity 74.4%) for detection, with R2 = 0.859 for enhancement volume. Of enhancing cases, 76.8% reached Dice >= 0.3, 67.5% >= 0.5, and 50.2% >= 0.7. Under blinded conditions, radiologists' majority vote was lower (71.7% balanced accuracy; sensitivity 77.6%, specificity 65.8%). The proportion reaching Dice >= 0.3 varied by pathology (meningioma 93%, presurgical glioma 76%, metastases 74%, postoperative glioma 74%) and was lowest for paediatric cases (45%). Deep learning can identify contrast-enhancing brain tumours from non-contrast MRI. These models show promise as a triage or decision-support adjunct, such as in flagging studies likely to enhance so that contrast can be added to a non-contrast protocol, and may reduce gadolinium dependence in neuro-oncology imaging. Future work should optimise these models with radiologists.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

机器学习系统设计系统评估标准
大小模型协同的跨媒体智能研究
专知会员服务
31+阅读 · 2025年1月27日
专知会员服务
172+阅读 · 2021年8月3日
专知会员服务
214+阅读 · 2019年8月30日
【综述】多智能体强化学习算法理论研究
深度强化学习实验室
17+阅读 · 2020年9月9日
多智能体强化学习(MARL)近年研究概览
PaperWeekly
38+阅读 · 2020年3月15日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
AI综述专栏 | 深度神经网络加速与压缩
人工智能前沿讲习班
32+阅读 · 2018年10月31日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
AI综述专栏|多模态学习研究进展综述
人工智能前沿讲习班
64+阅读 · 2018年7月13日
半监督多任务学习:Semisupervised Multitask Learning
我爱读PAMI
18+阅读 · 2018年4月29日
读书报告 | Deep Learning for Extreme Multi-label Text Classification
科技创新与创业
48+阅读 · 2018年1月10日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
11+阅读 · 2012年12月31日
VIP会员
最新内容
边缘计算的军事应用
专知会员服务
7+阅读 · 8月9日
一种考虑资源机动性的武器目标分配混合算法
专知会员服务
9+阅读 · 8月8日
《多域冲突比较支持模型》60页
专知会员服务
14+阅读 · 8月7日
相关VIP内容
相关资讯
【综述】多智能体强化学习算法理论研究
深度强化学习实验室
17+阅读 · 2020年9月9日
多智能体强化学习(MARL)近年研究概览
PaperWeekly
38+阅读 · 2020年3月15日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
AI综述专栏 | 深度神经网络加速与压缩
人工智能前沿讲习班
32+阅读 · 2018年10月31日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
AI综述专栏|多模态学习研究进展综述
人工智能前沿讲习班
64+阅读 · 2018年7月13日
半监督多任务学习:Semisupervised Multitask Learning
我爱读PAMI
18+阅读 · 2018年4月29日
读书报告 | Deep Learning for Extreme Multi-label Text Classification
科技创新与创业
48+阅读 · 2018年1月10日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
11+阅读 · 2012年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员