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Enregistrement W3133560731 · doi:10.1158/1557-3265.adi21-po-025

Abstract PO-025: Differentiation of benign from clinically significant prostate cancer tissues using convolution neural networks on raw micro-ultrasound data

2021· article· en· W3133560731 sur OpenAlexaboutno aff
Ahmed El Kaffas, Adi Lightstone, Raúl Blázquez García, Brian Woodlinger, Miriam Naim Ibrahim, Richard E. Fan, Geoffrey A. Sonn

Notice bibliographique

RevueClinical Cancer Research · 2021
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueRadiomics and Machine Learning in Medical Imaging
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésProstate cancerMedicineBiopsyUltrasoundProstateRadiologyCancerConvolutional neural networkProstate biopsyArtificial intelligenceComputer scienceInternal medicine

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract Purpose: Micro-ultrasound is a promising new technique offering high-resolution images to identify prostate cancer. However, clinical interpretation of the images remains challenging. The underlying raw radio-frequency ultrasound is a unique source of tissue acoustic properties, potentially ideal to identify tissues-of-interest in images for targeted biopsies. Here, we develop a convolutional neural network (3D CNN) to classify tissue as benign vs clinically significant prostate cancer (csPCa) using the raw RF data. Materials and Methods: A total of 837 male patients (median age 63, IQR 57-68) suspected of prostate cancer and undergoing a prostate biopsy were recruited. All data was obtained through an IRB approved at the local data acquisition site (5 collaborating sites); all patients were consented before 29MHz micro-ultrasound (ExactVu, Exact Imaging, Markham, Canada) data acquisition during targeted biopsy. Patients across all sites were scanned using consistent acquisition presets, and all data was saved in raw IQ format. Up to 12 IQ images were obtained for each patient, representing targeted biopsy locations. Histopathological analysis of each biopsy sample served as the clinical standard of benign vs clinically significant cancer (Gleason score (GS) ≥7). Samples containing clinically insignificant cancer (GS6) were not analyzed. Data was processed to maintain both spatial and frequency information for images. A shallow 3D CNN model was trained on patient images (train-test split based on patients); a similar network was also trained with the addition of Prostate Specific Antigen (PSA) level for each patient as a feature. Training used 5220 patient images (4520 benign vs. 700 GS7+;80% of the data); testing was carried out on a set-aside data set of 1310 patient images (1131 benign vs. 179 GS7+ images; 20% of data). The area area under the receiver operator curve (ROC-AUC) was the main evaluation metric. We also explored whether our models could help classify data on a patient level of benign vs. csPSa patients. Results: Preliminary results suggest that our model yields a ROC-AUC of 82% on an image-level to differentiate between benign and csPSa-confirmed images. Including the PSA into our model during training resulted in ROC-AUCs of up to 85%. On a patient level, up to 81% ROC-AUC was achievable in differentiating patients with benign vs. csPSa. Including the PSA on a patient-level resulted in an 87% ROC-AUC. Conclusion: CNNs can help capture unique tissue acoustic properties in micro-ultrasound images to help identify areas suspicious for prostate cancer that warrant targeted biopsy. This offers the potential to improve cancer diagnosis while reducing the number of biopsy cores required. Citation Format: Ahmed El Kaffas, Adi Lightstone, Raul Garcia, Brian Woodlinger, Miriam Ibrahim, Richard Fan, Geoffrey Sonn. Differentiation of benign from clinically significant prostate cancer tissues using convolution neural networks on raw micro-ultrasound data [abstract]. In: Proceedings of the AACR Virtual Special Conference on Artificial Intelligence, Diagnosis, and Imaging; 2021 Jan 13-14. Philadelphia (PA): AACR; Clin Cancer Res 2021;27(5_Suppl):Abstract nr PO-025.

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)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Observationnel · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,007
Score d'incertitude au seuil0,014

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0010,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,000
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0030,001

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 Opus0,224
Tête enseignante GPT0,527
Écart entre enseignants0,303 · 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'étudeObservationnel
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

Citations0
Publié2021
Routes d'admission1
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