肝內膽管癌(ICC)是一種侵襲性肝癌,發病率逐年上升,術後複發率高,預後極差。周圍神經侵犯(PNI)已被證實是ICC的獨立預後因素,與術後復發和生存率降低密切相關。然而,PNI的確認目前依賴於術後病理檢查,術前影像學預測面臨巨大挑戰。現有方法多依賴放射科醫生手動定義的特徵、對比增強成像或人工標註,不僅耗時耗力,而且主觀性強,難以在臨牀中廣泛推廣。
針對這一瓶頸,研究團隊提出了一種基於解剖學特權蒸餾的師生框架(Anatomy-Privileged Distillation with Token Routing, APDT),僅從常規T2加權MRI序列即可實現患者級別的PNI預測。該框架由教師網絡和學生網絡組成。教師網絡在訓練時充分利用腫瘤和肝臟的解剖掩膜作為先驗知識,學習一種密集令牌路由策略,從而精準聚焦於最具判別力的圖像區域,例如腫瘤邊緣、膽管壁及神經血管束等關鍵解剖結構。學生網絡則在固定的計算預算約束下,通過知識蒸餾從教師網絡中提取關鍵信息,學習保留並聚合最具信息價值的令牌,同時丟棄冗餘令牌,從而實現高效推理。關鍵創新在於:解剖掩膜僅在訓練階段使用,推理時模型完全無需任何掩膜或人工標註,實現了“訓練時特權,推理時無監督”的實用模式,顯著降低了臨牀部署的門檻。
在包含155例患者的內部數據集上,該方法的平均AUROC達到0.750,高於所有僅使用MRI的基線方法,包括傳統放射組學方法和基於深度學習的分類器。同時,其計算量僅為1.43 GFLOPs,在NVIDIA Jetson Orin Nano Super開發套件上每例處理時間僅需8.02毫秒,展現出極高的推理效率,適合邊緣設備部署。這一結果不僅驗證瞭解剖引導的蒸餾策略的有效性,也表明該方法在準確性與效率之間取得了良好平衡,具有潛在的臨牀轉化價值。
該研究由Hyunsu Go等18位作者共同完成,預印本已發佈於arXiv(ID: 2607.11987),作者來自多個機構,包括醫學院和工程學院的交叉團隊。未來研究計劃包括在多中心數據上進行驗證,並探索該方法在其他MRI序列(如彌散加權成像)上的泛化能力,以進一步提升預測的魯棒性和通用性。