Abstract PO-030: Radiomics for head and neck cancer prognostication: results from the RADCURE machine learning challenge
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Recently, there has been significant interest in using rich, multi-modal data routinely collected in the clinic, including imaging, demographic and clinical information for prognostic factor discovery in cancer. In particular, the emerging field of radiomics makes use of computational tools to extract quantitative features from radiological images, with the aim of capturing the morphological and biological characteristics of tumors. Previous studies have demonstrated the potential of computed tomography (CT) imaging features as independent prognostic factors for overall survival in multiple types of cancer, including head and neck (HNC). However, poor reproducibility and lack of large, rigorous validation studies have hindered widespread clinical use of radiomics so far. We conducted a HNC survival prediction challenge with the aim of 1) developing an accurate prognostic model for HNC survival using clinical, demographic and routinely collected CT imaging data and 2) evaluating the true added value of CT radiomics compared to other prognostic factors. Using a large, retrospective cohort of 2552 patients, we assessed prognostic performance of 12 different approaches developed by several research groups at University Health Network in Toronto, making use of engineered radiomics, deep learning, clinical information and combinations of those. To allow for unbiased comparison between different approaches, all participants had access to a public training dataset of 1802 patients, while 750 were held out for evaluation. The best challenge submission used a deep multi-task learning framework on clinical data and tumour volume, achieving area under the ROC curve (AUROC) of 0.812 [95% CI 0.763–0.858] for 2-year survival prediction and concordance (C) index for lifetime risk prediction of 0.795 [0.751–0.838], outperforming the best clinical-only model (AUROC=0.800 [0.749–0.848], C=0.708 [0.661–0.754]), best radiomics-only model (AUROC=0.766 [0.719–0.811], C=0.748 [0.704–0.790]), as well as the best model combining deep radiomics with clinical features (AUROC=0.786 [0.733–0.836], C=0.774 [0.726–0.820]). We also used a ‘wisdom of the crowds’ ensemble approach to combine the predictions of all challenge submissions to determine whether The ensemble achieved stronger performance than any individual model (AUROC=0.823 [0.778–0.864], C=0.810 [0.772–0.845]) indicating that there might be complementary information between the different data modalities. Our rigorous challenge framework allowed us to evaluate a diverse collection of prognostic models in a large multi-modal dataset, demonstrating the value of machine learning in HNC prognostication, as well as the advantages of simple imaging features over several hand-engineered and deep radiomics approaches. Furthemore, our ensemble approach achieves excellent performance for both 2-year and lifetime risk prediction, establishing new state-of-the-art in HNC prognostic modelling. Citation Format: Michal Kazmierski, Mattea Welch, Benjamin Haibe-Kains. Radiomics for head and neck cancer prognostication: results from the RADCURE machine learning challenge [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-030.
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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 | 0,015 | 0,024 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,003 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,002 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,003 | 0,003 |
| Intégrité de la recherche | 0,003 | 0,003 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,005 |
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 ».