論文の概要: SpaCRD: Multimodal Deep Fusion of Histology and Spatial Transcriptomics for Cancer Region Detection
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.06186v1
- Date: Fri, 06 Mar 2026 11:46:33 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-09 13:17:45.585721
- Title: SpaCRD: Multimodal Deep Fusion of Histology and Spatial Transcriptomics for Cancer Region Detection
- Title(参考訳): SpaCRD : 癌領域検出のためのマルチモーダル深層核融合と空間転写学
- Authors: Shuailin Xue, Jun Wan, Lihua Zhang, Wenwen Min,
- Abstract要約: 本稿では,組織像とSTデータを深く統合し,信頼性の高いCTR検出を可能にする転写学習手法であるSpaCRDを提案する。
ソースデータでトレーニングすると、SpaCRDは簡単に一般化され、異なるプラットフォームやバッチのサンプルをまたいだがん領域を正確に検出できる。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 28.47842822036658
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Accurate detection of cancer tissue regions (CTR) enables deeper analysis of the tumor microenvironment and offers crucial insights into treatment response. Traditional CTR detection methods, which typically rely on the rich cellular morphology in histology images, are susceptible to a high rate of false positives due to morphological similarities across different tissue regions. The groundbreaking advances in spatial transcriptomics (ST) provide detailed cellular phenotypes and spatial localization information, offering new opportunities for more accurate cancer region detection. However, current methods are unable to effectively integrate histology images with ST data, especially in the context of cross-sample and cross-platform/batch settings for accomplishing the CTR detection. To address this challenge, we propose SpaCRD, a transfer learning-based method that deeply integrates histology images and ST data to enable reliable CTR detection across diverse samples, platforms, and batches. Once trained on source data, SpaCRD can be readily generalized to accurately detect cancerous regions across samples from different platforms and batches. The core of SpaCRD is a category-regularized variational reconstruction-guided bidirectional cross-attention fusion network, which enables the model to adaptively capture latent co-expression patterns between histological features and gene expression from multiple perspectives. Extensive benchmark analysis on 23 matched histology-ST datasets spanning various disease types, platforms, and batches demonstrates that SpaCRD consistently outperforms existing eight state-of-the-art methods in CTR detection.
- Abstract(参考訳): 癌組織領域(CTR)の正確な検出は、腫瘍の微小環境のより深い分析を可能にし、治療反応に重要な洞察を与える。
組織像のリッチな細胞形態に依存した従来のCTR検出法は、組織領域の異なる形態的類似性に起因する偽陽性の頻度が高い。
空間転写学(ST)における画期的な進歩は、詳細な細胞表現型と空間局在情報を提供し、より正確ながん領域検出のための新たな機会を提供する。
しかし、現在の方法では、特にCTR検出を実現するためのクロスサンプルとクロスプラットフォーム/バッチ設定の文脈において、STデータとヒストロジーイメージを効果的に統合することはできない。
この課題に対処するために,様々なサンプル,プラットフォーム,バッチ間で信頼性の高いCTR検出を実現するために,組織像とSTデータを深く統合した転写学習に基づくSpaCRDを提案する。
ソースデータでトレーニングすると、SpaCRDは簡単に一般化され、異なるプラットフォームやバッチのサンプルをまたいだがん領域を正確に検出できる。
SpaCRDのコアは、分類規則化された再構成誘導双方向連接核融合ネットワークであり、複数の視点から、組織学的特徴と遺伝子発現の間の潜在的共発現パターンを適応的に捉えることができる。
さまざまな病型、プラットフォーム、バッチにまたがる23のマッチングヒストロジー-STデータセットの大規模なベンチマーク分析により、SpaCRDはCTR検出において既存の8つの最先端メソッドを一貫して上回っていることが示された。
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