Impact of feature harmonization on radiogenomics analysis: Prediction of EGFR and KRAS mutations from non-small cell lung cancer PET/CT images
Notice bibliographique
Résumé
OBJECTIVE: To investigate the impact of harmonization on the performance of CT, PET, and fused PET/CT radiomic features toward the prediction of mutations status, for epidermal growth factor receptor (EGFR) and Kirsten rat sarcoma viral oncogene (KRAS) genes in non-small cell lung cancer (NSCLC) patients. METHODS: Radiomic features were extracted from tumors delineated on CT, PET, and wavelet fused PET/CT images obtained from 136 histologically proven NSCLC patients. Univariate and multivariate predictive models were developed using radiomic features before and after ComBat harmonization to predict EGFR and KRAS mutation statuses. Multivariate models were built using minimum redundancy maximum relevance feature selection and random forest classifier. We utilized 70/30% splitting patient datasets for training/testing, respectively, and repeated the procedure 10 times. The area under the receiver operator characteristic curve (AUC), accuracy, sensitivity, and specificity were used to assess model performance. The performance of the models (univariate and multivariate), before and after ComBat harmonization was compared using statistical analyses. RESULTS: While the performance of most features in univariate modeling was significantly improved for EGFR prediction, most features did not show any significant difference in performance after harmonization in KRAS prediction. Average AUCs of all multivariate predictive models for both EGFR and KRAS were significantly improved (q-value < 0.05) following ComBat harmonization. The mean ranges of AUCs increased following harmonization from 0.87-0.90 to 0.92-0.94 for EGFR, and from 0.85-0.90 to 0.91-0.94 for KRAS. The highest performance was achieved by harmonized F_R0.66_W0.75 model with AUC of 0.94, and 0.93 for EGFR and KRAS, respectively. CONCLUSION: Our results demonstrated that regarding univariate modelling, while ComBat harmonization had generally a better impact on features for EGFR compared to KRAS status prediction, its effect is feature-dependent. Hence, no systematic effect was observed. Regarding the multivariate models, ComBat harmonization significantly improved the performance of all radiomics models toward more successful prediction of EGFR and KRAS mutation statuses in lung cancer patients. Thus, by eliminating the batch effect in multi-centric radiomic feature sets, harmonization is a promising tool for developing robust and reproducible radiomics using vast and variant datasets.
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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 | 0,003 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| 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 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 ».