Improving the noninvasive classification of glioma genetic subtype with deep learning and diffusion-weighted imaging
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Diagnostic classification of diffuse gliomas now requires an assessment of molecular features, often including IDH-mutation and 1p19q-codeletion status. Because genetic testing requires an invasive process, an alternative noninvasive approach is attractive, particularly if resection is not recommended. The goal of this study was to evaluate the effects of training strategy and incorporation of biologically relevant images on predicting genetic subtypes with deep learning. METHODS: Our dataset consisted of 384 patients with newly diagnosed gliomas who underwent preoperative MRI with standard anatomical and diffusion-weighted imaging, and 147 patients from an external cohort with anatomical imaging. Using tissue samples acquired during surgery, each glioma was classified into IDH-wildtype (IDHwt), IDH-mutant/1p19q-noncodeleted (IDHmut-intact), and IDH-mutant/1p19q-codeleted (IDHmut-codel) subgroups. After optimizing training parameters, top performing convolutional neural network (CNN) classifiers were trained, validated, and tested using combinations of anatomical and diffusion MRI with either a 3-class or tiered structure. Generalization to an external cohort was assessed using anatomical imaging models. RESULTS: The best model used a 3-class CNN containing diffusion-weighted imaging as an input, achieving 85.7% (95% CI: [77.1, 100]) overall test accuracy and correctly classifying 95.2%, 88.9%, 60.0% of the IDHwt, IDHmut-intact, and IDHmut-codel tumors. In general, 3-class models outperformed tiered approaches by 13.5%-17.5%, and models that included diffusion-weighted imaging were 5%-8.8% more accurate than those that used only anatomical imaging. CONCLUSION: Training a classifier to predict both IDH-mutation and 1p19q-codeletion status outperformed a tiered structure that first predicted IDH-mutation, then 1p19q-codeletion. Including apparent diffusion coefficient (ADC), a surrogate marker of cellularity, more accurately captured differences between subgroups.
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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 | 0,000 | 0,000 |
| 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 ».