Abstract PO-053: Machine learning CADx process for classification of lung nodules below the Lung-RADS 4A threshold in LDCT scans
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Lung Cancer screening trials have demonstrated significant mortality reduction. Low-Dose Computed Tomography (LDCT) screening can frequently discover many small nodules in at risk participants. However classification of these, sub-cm nodules as cancerous or benign is a challenging task even for expert clinicians. In this work we use machine learning (ML) techniques to differentiate, cancerous (clinically confirmed) and benign nodules (>5 years of follow-up). Data for this study is drawn from a screening study (PanCan) from which we selected 613 distinct nodules (141 cancerous, and ~size matched 472 benign). We analyzed texture and shape features (~170) that are extracted from the nodule with and without perimeter transition pixels to control for perimeter effects. Features are also extracted from the ring of parenchyma surrounding the nodule to account for tumor effects on surrounding tissue. From the equivalent location in the opposite lung, parenchymal characteristics were extracted which we use to normalize the nodule texture features in an effort to reduce scanner bias. Our preliminary results for machine learning classification have shown model accuracies of up to ~80% (feature selection and classification algorithm dependent). Radiomic feature data can be combined with patient demographic variables such as age, sex, and smoking status to further improve our models, reaching ~84% classification accuracy. When normalized by the opposite lung, 58% of texture features showed improved classification ability. A single feature from the ring of parenchyma surrounding the nodule achieved 73.5% accuracy. Others have shown that nodule area/volume is a good classifier; for this data set it gave 68% accuracy. Data exploration to study classification accuracies among different subsets of patients reveals a number of interesting trends. We have noted for instance that in patients without emphysema, tumors can be classified with much higher accuracy (>90%) than in those who suffer from it. This and other results detailing classification among specific patient groupings may prove relevant in any potential future clinical implementation of these results. Citation Format: Rohan Abraham, Ian Janzen, Saeed Seyyedi, Sukhinder Khattra, John Mayo, Ren Yuan, Renelle Meyers, Stephen Lam, Calum MacAulay. Machine learning CADx process for classification of lung nodules below the Lung-RADS 4A threshold in LDCT scans [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-053.
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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 | 0,005 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| 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) | 0,006 | 0,002 |
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 ».