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Enregistrement W3044088237 · doi:10.1001/jamaoncol.2020.2485

Development and Validation of a Deep Learning Algorithm for Gleason Grading of Prostate Cancer From Biopsy Specimens

2020· article· en· W3044088237 sur OpenAlexaff
Kunal Nagpal, Davis Foote, Fraser Elisabeth Tan, Yun Liu, Po-Hsuan Cameron Chen, David F. Steiner, Naren Sarayu Manoj, Niels Olson, Jenny L. Smith, Arash Mohtashamian, Brandon Peterson, Mahul B. Amin, Andrew Evans, Joan W. Sweet, Carol C. Cheung, Theodorus van der Kwast, Ankur R. Sangoi, Ming Zhou, Robert W. Allan, Peter A. Humphrey, Jason Hipp, Krishna Gadepalli, Greg S. Corrado, Lily H. Peng, Martin C. Stumpe, Craig H. Mermel

Notice bibliographique

RevueJAMA Oncology · 2020
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueProstate Cancer Diagnosis and Treatment
Établissements canadiensUniversity of TorontoUniversity Health Network
Organismes subventionnairesU.S. Department of Defense
Mots-clésMedicineGrading (engineering)BiopsyProstate cancerProstateSecond opinionProstate biopsyRadiologyTumor gradeMedical physicsCancerPathologyInternal medicine

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Importance: For prostate cancer, Gleason grading of the biopsy specimen plays a pivotal role in determining case management. However, Gleason grading is associated with substantial interobserver variability, resulting in a need for decision support tools to improve the reproducibility of Gleason grading in routine clinical practice. Objective: To evaluate the ability of a deep learning system (DLS) to grade diagnostic prostate biopsy specimens. Design, Setting, and Participants: The DLS was evaluated using 752 deidentified digitized images of formalin-fixed paraffin-embedded prostate needle core biopsy specimens obtained from 3 institutions in the United States, including 1 institution not used for DLS development. To obtain the Gleason grade group (GG), each specimen was first reviewed by 2 expert urologic subspecialists from a multi-institutional panel of 6 individuals (years of experience: mean, 25 years; range, 18-34 years). A third subspecialist reviewed discordant cases to arrive at a majority opinion. To reduce diagnostic uncertainty, all subspecialists had access to an immunohistochemical-stained section and 3 histologic sections for every biopsied specimen. Their review was conducted from December 2018 to June 2019. Main Outcomes and Measures: The frequency of the exact agreement of the DLS with the majority opinion of the subspecialists in categorizing each tumor-containing specimen as 1 of 5 categories: nontumor, GG1, GG2, GG3, or GG4-5. For comparison, the rate of agreement of 19 general pathologists' opinions with the subspecialists' majority opinions was also evaluated. Results: For grading tumor-containing biopsy specimens in the validation set (n = 498), the rate of agreement with subspecialists was significantly higher for the DLS (71.7%; 95% CI, 67.9%-75.3%) than for general pathologists (58.0%; 95% CI, 54.5%-61.4%) (P < .001). In subanalyses of biopsy specimens from an external validation set (n = 322), the Gleason grading performance of the DLS remained similar. For distinguishing nontumor from tumor-containing biopsy specimens (n = 752), the rate of agreement with subspecialists was 94.3% (95% CI, 92.4%-95.9%) for the DLS and similar at 94.7% (95% CI, 92.8%-96.3%) for general pathologists (P = .58). Conclusions and Relevance: In this study, the DLS showed higher proficiency than general pathologists at Gleason grading prostate needle core biopsy specimens and generalized to an independent institution. Future research is necessary to evaluate the potential utility of using the DLS as a decision support tool in clinical workflows and to improve the quality of prostate cancer grading for therapy decisions.

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)0,004
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,010
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: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,008
Score d'incertitude au seuil0,022

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0040,010
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,001
Bibliométrie0,0020,001
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)0,0010,001

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 Opus0,033
Tête enseignante GPT0,313
Écart entre enseignants0,279 · 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

Citations225
Publié2020
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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