Impact of a deep learning assistant on the histopathologic classification of liver cancer
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Artificial intelligence (AI) algorithms continue to rival human performance on a variety of clinical tasks, while their actual impact on human diagnosticians, when incorporated into clinical workflows, remains relatively unexplored. In this study, we developed a deep learning-based assistant to help pathologists differentiate between two subtypes of primary liver cancer, hepatocellular carcinoma and cholangiocarcinoma, on hematoxylin and eosin-stained whole-slide images (WSI), and evaluated its effect on the diagnostic performance of 11 pathologists with varying levels of expertise. Our model achieved accuracies of 0.885 on a validation set of 26 WSI, and 0.842 on an independent test set of 80 WSI. Although use of the assistant did not change the mean accuracy of the 11 pathologists (p = 0.184, OR = 1.281), it significantly improved the accuracy (p = 0.045, OR = 1.499) of a subset of nine pathologists who fell within well-defined experience levels (GI subspecialists, non-GI subspecialists, and trainees). In the assisted state, model accuracy significantly impacted the diagnostic decisions of all 11 pathologists. As expected, when the model’s prediction was correct, assistance significantly improved accuracy (p = 0.000, OR = 4.289), whereas when the model’s prediction was incorrect, assistance significantly decreased accuracy (p = 0.000, OR = 0.253), with both effects holding across all pathologist experience levels and case difficulty levels. Our results highlight the challenges of translating AI models into the clinical setting, and emphasize the importance of taking into account potential unintended negative consequences of model assistance when designing and testing medical AI-assistance tools.
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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 | 0,003 | 0,008 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
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.
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 ».