Deep learning accurately quantifies plasma cell percentages on CD138-stained bone marrow samples
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Background The diagnosis of plasma cell neoplasms requires accurate, and ideally precise, percentages. This plasma cell percentage is often determined by visual estimation of CD138-stained bone marrow biopsies and clot sections. While not necessarily inaccurate, estimates are by definition imprecise. For this study, we hypothesized that deep learning can be used to improve precision. Methods We trained a semantic segmentation-based convolutional neural network (CNN) using annotations of CD138+ and CD138− cells provided by one pathologist on small image patches of bone marrow and validated the CNN on an independent test set of images patches using annotations from two pathologists and a non-deep-learning commercial software. Once satisfied with performance, we scaled-up the CNN to evaluate whole slide images (WSIs), and deployed the system as a workflow friendly web application to measure plasma cell percentages using snapshots taken from microscope cameras. Results On validation image patches, we found that the intraclass correlation coefficients for plasma cell percentages between the CNN and pathologist #1, a non-deep learning commercial software and pathologist #1, and pathologists #1 and #2 were 0.975, 0.892, and 0.994, respectively. The overall results show that CNN labels were almost as accurate pathologist labels at a cell-by-cell level. On WSIs from 10 clinical cases, the CNN continued to perform well, and identified two cases where the sign-out pathologist overestimated plasma cell percentages. Conclusions The high labeling accuracy of the CNN supports its eventually application as a computational second-opinion tool for the measurement of plasma cell percentages in clinical practice.
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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 | 0,001 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
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.
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 ».