Automated detection of glaucoma with interpretable machine learning using clinical data and multi-modal retinal images
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Glaucoma, the leading cause of irreversible blindness worldwide, is a disease that damages the optic nerve. Current machine learning (ML) approaches for glaucoma detection rely on features such as retinal thickness maps; however, the high rate of segmentation errors when creating these maps increase the likelihood of faulty diagnoses. This paper proposes a new, comprehensive, and more accurate ML-based approach for population-level glaucoma screening. Our contributions include: (1) a multi-modal model built upon a large data set that includes demographic, systemic and ocular data as well as raw image data taken from color fundus photos (CFPs) and macular Optical Coherence Tomography (OCT) scans, (2) model interpretation to identify and explain data features that lead to accurate model performance, and (3) model validation via comparison of model output with clinician interpretation of CFPs. We also validated the model on a cohort that was not diagnosed with glaucoma at the time of imaging but eventually received a glaucoma diagnosis. Results show that our model is highly accurate (AUC 0.97) and interpretable. It validated biological features known to be related to the disease, such as age, intraocular pressure and optic disc morphology. Our model also points to previously unknown or disputed features, such as pulmonary capacity and retinal outer layers.
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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 | 0,002 | 0,006 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| 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 ».