MétaCan
Menu
Retour à la cohorte
Enregistrement W2978639826 · doi:10.1109/jbhi.2019.2944643

Deep Learning-Based Gleason Grading of Prostate Cancer From Histopathology Images—Role of Multiscale Decision Aggregation and Data Augmentation

2019· article· en· W2978639826 sur OpenAlexafffund
Davood Karimi, Guy Nir, Ladan Fazli, Peter C. Black, Larry Goldenberg, Septimiu E. Salcudean

Notice bibliographique

RevueIEEE Journal of Biomedical and Health Informatics · 2019
Typearticle
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueAI in cancer detection
Établissements canadiensUniversity of British Columbia
Organismes subventionnairesCanadian Institutes of Health ResearchProstate Cancer Canada
Mots-clésHistopathologyProstate cancerGrading (engineering)Artificial intelligenceProstateComputer scienceMedicineRadiologyMedical physicsCancerPathologyInternal medicine

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Visual inspection of histopathology images of stained biopsy tissue by expert pathologists is the standard method for grading of prostate cancer (PCa). However, this process is time-consuming and subject to high inter-observer variability. Machine learning-based methods have the potential to improve efficient throughput of large volumes of slides while decreasing variability, but they are not easy to develop because they require substantial amounts of labeled training data. In this paper, we propose a deep learning-based classification technique and data augmentation methods for accurate grading of PCa in histopathology images in the presence of limited data. Our method combines the predictions of three separate convolutional neural networks (CNNs) that work with different patch sizes. This enables our method to take advantage of the greater amount of contextual information in larger patches as well as greater quantity of smaller patches in the labeled training data. The predictions produced by the three CNNs are combined using a logistic regression model, which is trained separately after the CNN training. To effectively train our models, we propose new data augmentation methods and empirically study their effects on the classification accuracy. The proposed method achieves an accuracy of [Formula: see text] in classifying cancerous patches versus benign patches and an accuracy of [Formula: see text] in classifying low-grade (i.e., Gleason grade 3) from high-grade (i.e., Gleason grades 4 and 5) patches. The agreement level of our automatic grading method with expert pathologists is within the range of agreement between pathologists. Our experiments indicate that data augmentation is necessary for achieving expert-level performance with deep learning-based methods. A combination of image-space augmentation and feature-space augmentation leads to the best results. Our study shows that well-designed and properly trained deep learning models can achieve PCa Gleason grading accuracy that is comparable to an expert pathologist.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,004
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,002
Score d'incertitude au seuil0,007

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,004
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,021
Tête enseignante GPT0,321
Écart entre enseignants0,300 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations150
Publié2019
Routes d'admission2
Résumé présentoui

Explorer davantage

Même revueIEEE Journal of Biomedical and Health InformaticsMême sujetAI in cancer detectionTravaux en français237 207