结合空间掩膜先验与临床文本条件约束的双提示框架用于食管癌仅基于CT的GTV勾画:一项多中心研究

《MEDICAL PHYSICS》:A dual-prompt framework combining spatial-mask priors and clinical-text conditioning for CT-only GTV delineation in esophageal cancer: A multicenter study

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月23日 来源:MEDICAL PHYSICS 3.2

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   摘要 背景 精确勾画食管癌放疗的毛肿瘤体积(GTV)至关重要,但由于肿瘤边界不清

  

摘要

背景

精确勾画食管癌放疗的毛肿瘤体积(GTV)至关重要,但由于肿瘤边界不清晰,仅基于CT的自动勾画仍然困难。

目的

本研究旨在开发并验证一种结合空间掩码先验与LLaMA3编码临床文本条件的两阶段双提示框架,用于食管原发GTV勾画。

方法:

本多中心研究共纳入857例患者:500例用于模型开发,125例用于内部验证,50例用于消融分析,182例用于外部验证。所提出的框架由两个阶段组成:(1) 基于CT的自动分割网络,生成初始GTV作为空间掩码提示;(2) 一个精修网络,联合整合空间掩码提示以及由结构化临床信息经LLaMA3编码得到的临床文本提示。使用重叠度、表面距离和体积指标评估性能,并与多个最先进的深度学习模型进行比较。通过消融分析和影像组学分析评估各组件的贡献及下游一致性。

结果

在内部验证中,该框架达到DSC为80.32 ± 6.65%,HD95为11.42 ± 8.90 mm,绝对体积差异为9.99 ± 10.49 mL;与对比模型相比,所有Holm校正后的p值均<0.001。两个外部队列的平均DSC分别为78.60 ± 13.39%和78.36 ± 15.54%。在外部队列A中,ContextUNETR的平均HD95低于所提出模型(10.93 ± 8.03 vs. 13.44 ± 18.90 mm),尽管配对差异在Holm校正后无统计学显著性(校正后p = 0.906)。与直接的第一阶段输出相比,完整框架在内部及两个外部验证队列中均一致性地改善了重叠度、边界距离和体积一致性指标(所有校正后p < 0.001)。与使用相同变量的MLP相比,LLaMA3编码提高了DSC(校正后p = 0.009),但ASSD无显著差异。自动勾画和手动勾画的GTV表现出高度的影像组学一致性和可比的预后性能。

结论

该框架在多中心验证队列中改善了仅基于CT的食管原发GTV勾画的重叠度和体积一致性,尽管边界距离性能在不同外部队列中存在差异。

利益冲突声明

作者声明不存在任何利益冲突。

数据可用性声明

本研究中使用的数据集可通过向通讯作者提出合理请求获取。

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