The utility of color normalization for <scp>AI</scp>‐based diagnosis of hematoxylin and eosin‐stained pathology images
Notice bibliographique
Résumé
The color variation of hematoxylin and eosin (H&E)-stained tissues has presented a challenge for applications of artificial intelligence (AI) in digital pathology. Many color normalization algorithms have been developed in recent years in order to reduce the color variation between H&E images. However, previous efforts in benchmarking these algorithms have produced conflicting results and none have sufficiently assessed the efficacy of the various color normalization methods for improving diagnostic performance of AI systems. In this study, we systematically investigated eight color normalization algorithms for AI-based classification of H&E-stained histopathology slides, in the context of using images both from one center and from multiple centers. Our results show that color normalization does not consistently improve classification performance when both training and testing data are from a single center. However, using four multi-center datasets of two cancer types (ovarian and pleural) and objective functions, we show that color normalization can significantly improve the classification accuracy of images from external datasets (ovarian cancer: 0.25 AUC increase, p = 1.6 e-05; pleural cancer: 0.21 AUC increase, p = 1.4 e-10). Furthermore, we introduce a novel augmentation strategy by mixing color-normalized images using three easily accessible algorithms that consistently improves the diagnosis of test images from external centers, even when the individual normalization methods had varied results. We anticipate our study to be a starting point for reliable use of color normalization to improve AI-based, digital pathology-empowered diagnosis of cancers sourced from multiple centers. © 2021 The Pathological Society of Great Britain and Ireland. Published by John Wiley & Sons, Ltd.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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 tête enseignante, 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 ».