MétaCan
Menu
Retour à la cohorte
Enregistrement W3178154076 · doi:10.1158/1538-7445.am2021-3

Abstract 3: Deep learning-based integration of esophageal cancer morphology with genomics

2021· article· en· W3178154076 sur OpenAlexaff
Ruchika Verma, Wei Wu, Neeraj Kumar, Elizabeth A. Yu, Won‐Tak Choi, Sarah E. Umetsu, Trever G. Bivona

Notice bibliographique

RevueCancer Research · 2021
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueEsophageal Cancer Research and Treatment
Établissements canadiensUniversity of Alberta
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésEsophageal cancerStromal cellCancerAdenocarcinomaDeep learningConvolutional neural networkMedicineOncologyArtificial intelligenceCancer researchInternal medicinePathologyComputer science

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract Esophageal cancer is a major cause of cancer mortality world-wide. Even with advanced treatment options available, patients with esophageal cancer have a poor 5-year survival rate of 16%. Genomic studies of esophageal cancer have revealed frequently mutated genes involved in different oncogenic pathways. In this study, we attempted to predict genomic alterations, pathological and clinical features directly from H&E-stained whole slide images (WSIs) of individual esophageal cancer cases by utilizing modern deep learning methods. We used WSIs with esophageal cancer obtained from TCGA and annotated cancerous epithelial and stromal components separately for esophageal adenocarcinoma (EAC) and squamous cell carcinoma (ESCC) (n= 25 cases for each) to create a training set. Subsequently, patches of size 256×256 pixels were extracted, and a U-Net convolutional neural network (CNN) was trained for semantic segmentation of tumor epithelium and stromal pixels. Tumor epithelium regions identified by the first U-Net CNN were fed into a Squeezenet model to learn to distinguish between EAC and ESCC in the training phase. Finally, for each subtype (EAC and ESCC), separate Densenet models were trained to predict gene mutation status. We also trained independent Densenet models to predict tumor stage, grade, and survival outcome from the tumor epithelial patches. After training, we tested these models on an independent validation set obtained from TCGA (n = 99) and UCSF (n = 25) patients, ensuring patient level separation between the training and the validation sets. We obtained an average AUC of 0.90 and 0.87 for epithelium vs. stromal and EAC vs. ESCC classification, respectively, on the validation datasets. These models enabled us to predict tumor stage, grade, and survival outcome with an accuracy of > 0.9. TP53 gene alterations were detected in over 50% of esophageal cancer cases, and our model was able to predict TP53 gene mutation status on WSIs with an AUC of 0.91. Overall, this study demonstrates how deep learning algorithms can aid in better understanding and predicting key biological and clinical features of aggressive malignancies at both population and individual patient level. This integration of artificial intelligence with molecular and histopathologic features could also help to accelerate precision cancer diagnosis and treatment in the clinical setting. Citation Format: Ruchika Verma, Wei Wu, Neeraj Kumar, Elizabeth Yu, Won-Tak Choi, Sarah Umetsu, Trever Bivona. Deep learning-based integration of esophageal cancer morphology with genomics [abstract]. In: Proceedings of the American Association for Cancer Research Annual Meeting 2021; 2021 Apr 10-15 and May 17-21. Philadelphia (PA): AACR; Cancer Res 2021;81(13_Suppl):Abstract nr 3.

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: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,011
Score d'incertitude au seuil0,021

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,001
Bibliométrie0,0010,000
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)0,0030,001

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 Opus0,067
Tête enseignante GPT0,413
Écart entre enseignants0,346 · 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'étudeSimulation ou modélisation
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

Citations1
Publié2021
Routes d'admission1
Résumé présentoui

Explorer davantage

Même revueCancer ResearchMême sujetEsophageal Cancer Research and TreatmentTravaux en français237 207