Radiogenomics framework for non-invasive personalized medicine

非侵入性个性化医疗的放射基因组学框架

基本信息

  • 批准号:
    10005534
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 44.4万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2015
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2015-02-15 至 2021-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Project summary Radiogenomics, is a burgeoning area of research that aims to link medical imaging with multi-omics molecular profiles of the same patients. Radiogenoimcs has shown its potential through its ability to predict clinical outcomes e.g. prognosis, and through predicting actionable molecular properties of tumors, e.g. the activity of EGFR, a major drug target in many cancers. The typical imaging genomics workflow consists of the following steps: (1) Identify the tumor through segmentation. This is often also defined as identifying Regions Of Interests or ROIs through a manual process with a radiologist or using computer vision algorithms. (2) Feature extraction, often also known as radiomics, whereby 100s of features are identified that capture the shape, the texture and the intensity distributions of lesions in 2D or 3D. (3) Supervised machine learning to predict clinical outcomes such as prognosis, overall survival or response to treatment, or predicting molecular profiles such as gene expression patterns or metagenes, or individual molecular properties such as the mutation status of a gene (e.g. EGFR). This workflow has been demonstrated in several cancers including lung cancer, brain tumors, hepatocellular carcinoma, breast cancer etc. Current radiogenomics applications are limited to study associations between imaging and molecular data, and predicting long term outcomes. However, no actionable information is gained from radiogenomics maps. In this renewal, we propose to develop a radiogenomics framework to support treatment response, treatment allocation and treatment monitoring: (1) we will develop informatics algorithms that integrate radiogenomic data for treatment response, (2) algorithms that allow combining radiogenomic data during treatment follow-up, and (3) algorithms that use the radiogenomic map to suggest novel drugs and predict drug target activities. Combining these complementary data sources in a radiogenomics framework for data fusion can have profound contributions toward predicting treatment outcomes by uncovering unknown synergies and relationships. More specifically, developing computational models integrating quantitative image features and molecular data to develop radiogenomics signatures, holds the potential to translate in benefit to tumor patients by investigating biomarkers that accurately predict therapy response of tumors. Readily, because medical imaging is part of the routine diagnostic work-up of cancer patients and molecular data of human tumors is increasingly being used in clinical workflows, therefore if reliable radiogenomic signatures can be found reflecting treatment response, translation to the clinical applications is feasible.
项目摘要 放射基因组学是一个新兴的研究领域,旨在将医学成像与多摩学分子联系起来 同一患者的特征。放射线IMCS通过预测临床的能力显示了其潜力 结果,例如预后,并通过预测肿瘤的可操作分子特性,例如活动 EGFR,许多癌症中的主要药物靶标。 典型的成像基因组学工作流程包括以下步骤:(1)通过 分割。这通常也被定义为通过手动过程识别利益或ROI的区域 使用放射科医生或使用计算机视觉算法。 (2)特征提取,通常也称为放射线学, 确定了100秒的特征,可以捕获形状,纹理和强度分布 2D或3D的病变。 (3)监督的机器学习以预测临床结果,例如预后,总体总体 对治疗的生存或反应,或预测分子特征,例如基因表达模式或 metagenes或单个分子特性,例如基因的突变状态(例如EGFR)。这 在包括肺癌,脑肿瘤,肝细胞的几种癌症中已经证明了工作流程 癌,乳腺癌等 当前的放射基因组学应用仅限于研究成像和分子数据之间的关联,以及 预测长期结果。但是,没有从放射基因组学图中获得可行的信息。在这个 续订,我们建议开发一个放射基因组学框架以支持治疗反应,治疗 分配和治疗监测:(1)我们将开发整合放射基因组数据的信息学算法 对于治疗反应,(2)允许在治疗随访期间结合放射基因组数据的算法,并且 (3)使用放射基因图提出新药并预测药物靶向活性的算法。 将这些互补数据源组合到数据融合的放射基因组学框架中 通过发现未知协同作用和 关系。更具体地说,开发集成定量图像特征的计算模型和 分子数据开发放射基因组学特征,具有转化为肿瘤患者的潜力 通过研究能够准确预测肿瘤治疗反应的生物标志物。很容易,因为医疗 成像是癌症患者常规诊断检查的一部分,人类肿瘤的分子数据是 因此,越来越多地用于临床工作流程 反映治疗反应,对临床应用的翻译是可行的。

项目成果

期刊论文数量(13)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
A Shallow Convolutional Neural Network Predicts Prognosis of Lung Cancer Patients in Multi-Institutional CT-Image Data.
  • DOI:
    10.1038/s42256-020-0173-6
  • 发表时间:
    2020-05
  • 期刊:
  • 影响因子:
    23.8
  • 作者:
    Mukherjee P;Zhou M;Lee E;Schicht A;Balagurunathan Y;Napel S;Gillies R;Wong S;Thieme A;Leung A;Gevaert O
  • 通讯作者:
    Gevaert O
Structuring clinical text with AI: Old versus new natural language processing techniques evaluated on eight common cardiovascular diseases.
  • DOI:
    10.1016/j.patter.2021.100289
  • 发表时间:
    2021-07-09
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Zhan X;Humbert-Droz M;Mukherjee P;Gevaert O
  • 通讯作者:
    Gevaert O
Topological image modification for object detection and topological image processing of skin lesions.
  • DOI:
    10.1038/s41598-020-77933-y
  • 发表时间:
    2020-12-03
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Vandaele R;Nervo GA;Gevaert O
  • 通讯作者:
    Gevaert O
AI-based analysis of CT images for rapid triage of COVID-19 patients.
  • DOI:
    10.1038/s41746-021-00446-z
  • 发表时间:
    2021-04-22
  • 期刊:
  • 影响因子:
    15.2
  • 作者:
    Xu Q;Zhan X;Zhou Z;Li Y;Xie P;Zhang S;Li X;Yu Y;Zhou C;Zhang L;Gevaert O;Lu G
  • 通讯作者:
    Lu G
A meta-learning approach for genomic survival analysis.
  • DOI:
    10.1038/s41467-020-20167-3
  • 发表时间:
    2020-12-11
  • 期刊:
  • 影响因子:
    16.6
  • 作者:
    Qiu YL;Zheng H;Devos A;Selby H;Gevaert O
  • 通讯作者:
    Gevaert O
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