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Enregistrement W4200578556 · doi:10.2196/35391

Assessing Generalizability of Deep Learning Models Trained on Standardized and Nonstandardized Images and Their Performance Against Teledermatologists

2021· article· en· W4200578556 sur OpenAlexvenueno aff
Ibukun Oloruntoba, Toan D. Nguyen, Zongyuan Ge, Tine Vestergaard, Victoria Mar

Notice bibliographique

RevueIproceedings · 2021
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueCutaneous Melanoma Detection and Management
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésConvolutional neural networkGeneralizability theoryArtificial intelligenceStandardizationComputer scienceDeep learningPattern recognition (psychology)Receiver operating characteristicMachine learningMathematicsStatistics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Background Convolutional neural networks (CNNs) are a type of artificial intelligence that show promise as a diagnostic aid for skin cancer. However, the majority are trained using retrospective image data sets of varying quality and image capture standardization. Objective The aim of our study is to use CNN models with the same architecture, but different training image sets, and test variability in performance when classifying skin cancer images in different populations, acquired with different devices. Additionally, we wanted to assess the performance of the models against Danish teledermatologists when tested on images acquired from Denmark. Methods Three CNNs with the same architecture were trained. CNN-NS was trained on 25,331 nonstandardized images taken from the International Skin Imaging Collaboration using different image capture devices. CNN-S was trained on 235,268 standardized images, and CNN-S2 was trained on 25,331 standardized images (matched for number and classes of training images to CNN-NS). Both standardized data sets (CNN-S and CNN-S2) were provided by Molemap using the same image capture device. A total of 495 Danish patients with 569 images of skin lesions predominantly involving Fitzpatrick skin types II and III were used to test the performance of the models. Four teledermatologists independently diagnosed and assessed the images taken of the lesions. Primary outcome measures were sensitivity, specificity, and area under the curve of the receiver operating characteristic (AUROC). Results A total of 569 images were taken from 495 patients (n=280, 57% women, n=215, 43% men; mean age 55, SD 17 years) for this study. On these images, CNN-S achieved an AUROC of 0.861 (95% CI 0.830-0.889; P<.001), and CNN-S2 achieved an AUROC of 0.831 (95% CI 0.798-0.861; P=.009), with both outperforming CNN-NS, which achieved an AUROC of 0.759 (95% CI 0.722-0.794; P<.001; P=.009). When the CNNs were matched to the mean sensitivity and specificity of the teledermatologists, the model’s resultant sensitivities and specificities were surpassed by the teledermatologists. However, when compared to CNN-S, the differences were not statistically significant (P=.10; P=.05). Performance across all CNN models and teledermatologists was influenced by the image quality. Conclusions CNNs trained on standardized images had improved performance and therefore greater generalizability in skin cancer classification when applied to an unseen data set. This is an important consideration for future algorithm development, regulation, and approval. Further, when tested on these unseen test images, the teledermatologists clinically outperformed all the CNN models; however, the difference was deemed to be statistically insignificant when compared to CNN-S. Conflicts of Interest VM received speakers fees from Merck, Eli Lily, Novartis and Bristol Myers Squibb. VM is the principal investigator for a clinical trial funded by the Victorian Department of Health and Human Services with 1:1 contribution from MoleMap.

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 distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,499
Score d'incertitude au seuil0,572

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

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.

Tête enseignante Opus0,026
Tête enseignante GPT0,268
Écart entre enseignants0,242 · 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 tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
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

Citations0
Publié2021
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