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Enregistrement W3017504127 · doi:10.1016/s2589-7500(20)30064-9

Towards large-scale case-finding: training and validation of residual networks for detection of chronic obstructive pulmonary disease using low-dose CT

2020· article· en· W3017504127 sur OpenAlexafffundabout
Lisa Tang, Harvey O. Coxson, Stephen Lam, Jonathon Leipsic, Roger Tam, Don D. Sin

Notice bibliographique

RevueThe Lancet Digital Health · 2020
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueLung Cancer Diagnosis and Treatment
Établissements canadiensBC Cancer AgencyUniversity of British ColumbiaSt. Paul's Hospital
Organismes subventionnairesCanadian Institutes of Health Research
Mots-clésCOPDMedicineReceiver operating characteristicLung cancerCohortObstructive lung diseaseGold standard (test)RadiologyInternal medicine

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: Chronic obstructive pulmonary disease (COPD) is underdiagnosed in the community. Thoracic CT scans are widely used for diagnostic and screening purposes for lung cancer. In this proof-of-concept study, we aimed to evaluate a software pipeline for the automated detection of COPD, based on deep learning and a dataset of low-dose CTs that were performed for early detection of lung cancer. METHODS: We examined the use of deep residual networks, a type of artificial residual network, for the automated detection of COPD. Three versions of the residual networks were independently trained to perform COPD diagnosis using random subsets of CT scans collected from the PanCan study, which enrolled ex-smokers and current smokers at high risk of lung cancer, and evaluated the networks using three-fold cross-validation experiments. External validation was performed using 2153 CT scans acquired from a separate cohort of individuals with COPD in the ECLIPSE study. Spirometric data were used to define COPD, with stages defined according to the GOLD criteria. FINDINGS: The best performing networks achieved an area under the receiver operating characteristic curve (AUC) of 0·889 (SD 0·017) in three-fold cross-validation experiments. When the same set of networks was applied to the ECLIPSE cohort without any modifications to the trained models, they achieved an AUC of 0·886 (0·017), a positive predictive value of 0·847 (0·056), and a negative predictive value of 0·755 (0·097), which is a greater performance than the best quantitative CT measure, the percentage of lung volumes of less than or equal to -950 Hounsfield units (AUC 0·742). INTERPRETATION: Our proposed approach could identify patients with COPD among ex-smokers and current smokers without a previous diagnosis of COPD, with clinically acceptable performance. The use of deep residual networks on chest CT scans could be an effective case-finding tool for COPD detection and diagnosis, particularly in ex-smokers and current smokers who are being screened for lung cancer. FUNDING: Data Science Institute, University of British Columbia; Canadian Institutes of Health Research.

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)0,011
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,025
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,011
Score d'incertitude au seuil0,060

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0110,025
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0020,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0020,002
Intégrité de la recherche0,0020,002
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,001

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 Opus0,067
Tête enseignante GPT0,341
Écart entre enseignants0,274 · 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'étudeExpérimental (laboratoire)
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

Citations109
Publié2020
Routes d'admission3
Résumé présentoui

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