Predicting breast cancer recurrence risk is a critical clinical challenge. This study investigates the potential of computational pathology to stratify patients using deep learning on routine Hematoxylin and Eosin (H&E) stained whole-slide images (WSIs). We developed and compared three Multiple Instance Learning (MIL) frameworks -- CLAM-SB, ABMIL, and ConvNeXt-MIL-XGBoost -- on an in-house dataset of 210 patient cases. The models were trained to predict 5-year recurrence risk, categorized into three tiers (low, medium, high), with ground truth labels established by the 21-gene Recurrence Score. Features were extracted using the UNI and CONCH pre-trained models. In a 5-fold cross-validation, the modified CLAM-SB model demonstrated the strongest performance, achieving a mean Area Under the Curve (AUC) of 0.836 and a classification accuracy of 76.2%. Our findings demonstrate the feasibility of using deep learning on standard histology slides for automated, genomics-correlated risk stratification, highlighting a promising pathway toward rapid and cost-effective clinical decision support.


翻译:预测乳腺癌复发风险是一项关键的临床挑战。本研究探讨了计算病理学通过深度学习对常规苏木精-伊红(H&E)染色全切片图像(WSIs)进行患者分层的潜力。我们在包含210例患者病例的内部数据集上开发并比较了三种多示例学习(MIL)框架——CLAM-SB、ABMIL和ConvNeXt-MIL-XGBoost。这些模型被训练用于预测五年复发风险,风险分为三个等级(低、中、高),其真实标签由21基因复发评分确定。特征提取使用了UNI和CONCH预训练模型。在五折交叉验证中,改进的CLAM-SB模型表现出最强的性能,其平均曲线下面积(AUC)达到0.836,分类准确率为76.2%。我们的研究结果表明,在标准组织学切片上应用深度学习以实现自动化、与基因组学相关的风险分层是可行的,这为通向快速且经济高效的临床决策支持指明了一条有前景的途径。

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