Pan-cancer diagnostic consensus through searching archival histopathology images using artificial intelligence
Notice bibliographique
Résumé
The emergence of digital pathology has opened new horizons for histopathology. Artificial intelligence (AI) algorithms are able to operate on digitized slides to assist pathologists with different tasks. Whereas AI-involving classification and segmentation methods have obvious benefits for image analysis, image search represents a fundamental shift in computational pathology. Matching the pathology of new patients with already diagnosed and curated cases offers pathologists a new approach to improve diagnostic accuracy through visual inspection of similar cases and computational majority vote for consensus building. In this study, we report the results from searching the largest public repository (The Cancer Genome Atlas, TCGA) of whole-slide images from almost 11,000 patients. We successfully indexed and searched almost 30,000 high-resolution digitized slides constituting 16 terabytes of data comprised of 20 million 1000 × 1000 pixels image patches. The TCGA image database covers 25 anatomic sites and contains 32 cancer subtypes. High-performance storage and GPU power were employed for experimentation. The results were assessed with conservative "majority voting" to build consensus for subtype diagnosis through vertical search and demonstrated high accuracy values for both frozen section slides (e.g., bladder urothelial carcinoma 93%, kidney renal clear cell carcinoma 97%, and ovarian serous cystadenocarcinoma 99%) and permanent histopathology slides (e.g., prostate adenocarcinoma 98%, skin cutaneous melanoma 99%, and thymoma 100%). The key finding of this validation study was that computational consensus appears to be possible for rendering diagnoses if a sufficiently large number of searchable cases are available for each cancer subtype.
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 enseignantsNi 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.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,006 | 0,016 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,007 | 0,003 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,003 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,003 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,002 |
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.
score_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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».