Artificial intelligence assistance significantly improves Gleason grading of prostate biopsies by pathologists
Notice bibliographique
Résumé
The Gleason score is the most important prognostic marker for prostate cancer patients, but it suffers from significant observer variability. Artificial intelligence (AI) systems based on deep learning can achieve pathologist-level performance at Gleason grading. However, the performance of such systems can degrade in the presence of artifacts, foreign tissue, or other anomalies. Pathologists integrating their expertise with feedback from an AI system could result in a synergy that outperforms both the individual pathologist and the system. Despite the hype around AI assistance, existing literature on this topic within the pathology domain is limited. We investigated the value of AI assistance for grading prostate biopsies. A panel of 14 observers graded 160 biopsies with and without AI assistance. Using AI, the agreement of the panel with an expert reference standard increased significantly (quadratically weighted Cohen's kappa, 0.799 vs. 0.872; p = 0.019). On an external validation set of 87 cases, the panel showed a significant increase in agreement with a panel of international experts in prostate pathology (quadratically weighted Cohen's kappa, 0.733 vs. 0.786; p = 0.003). In both experiments, on a group-level, AI-assisted pathologists outperformed the unassisted pathologists and the standalone AI system. Our results show the potential of AI systems for Gleason grading, but more importantly, show the benefits of pathologist-AI synergy.
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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 | 0,005 | 0,022 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
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.
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 ».