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Enregistrement W4282946835 · doi:10.1158/1538-7445.am2022-458

Abstract 458: Development and validation of convolutional neural network to identify regions of interest in lumpectomy margins using optical coherence tomography

2022· article· en· W4282946835 sur OpenAlexaff
David Rempel, Andrew Berkeley, Chandandeep Nagi, Vladimír Pekar, M. S. Burns, Beryl Augustine, Alia Nazarullah, Ismail Jatoi, Kelly K. Hunt, Alastair M. Thompson, Savitri Krishnamurthy

Notice bibliographique

RevueCancer Research · 2022
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueMRI in cancer diagnosis
Établissements canadiensIllumisonics (Canada)
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésOptical coherence tomographyLumpectomyConvolutional neural networkMedicineDuctal carcinomaMalignancyRegion of interestMicrocalcificationArtificial intelligenceRadiologyComputer scienceMammographyBreast cancerPathologyMastectomyCancerInternal medicine

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract Background/Objective: Optical coherence tomography (OCT) is the optical analog of high-frequency ultrasound and produces real-time, high-resolution images up to 2 mm deep. Multi-reader studies of OCT have shown differentiation of normal parenchyma from neoplasms, including DCIS and cancers, with >85% sensitivity and specificity. Intraoperative evaluation of breast lumpectomy margins (LMs) with OCT may help achieve negative margins at primary surgery and avoid re-excision. Artificial Intelligence can be trained to spot regions of interest (ROI) in OCT LM images suspicious for malignancy. The purpose of this study was to develop and validate an automated convolutional neural network (CNN) to screen OCT LM images for ROIs. Methods: Following IRB approval, LMs from 126 patients with ductal malignancy were OCT imaged. Images were compared to corresponding permanent histology and annotated by breast pathologists to create a training set of 25,000 control ROIs. A CNN algorithm was developed with 3 convolutional layers, a 3x3 kernel, and 3 fully connected layers to perform binary classification of images as “suspicious” or “non-suspicious” for malignancy. A weighted loss function was used to balance the training data for non-suspicious vs. suspicious images and to tune sensitivity and specificity. Once trained and weighted, the CNN was tested in a prospective study using OCT images of 29 LMs from 29 patients with biopsy-proven ductal carcinoma in situ (DCIS), invasive ductal carcinoma (IDC), or both. CNN results were compared to permanent histology. Results: The patient population was 61.5 ± 7.3 years old, 100% female, with Stage 0-1 disease. Disease included IDC (n=20), invasive lobular (n=2), DCIS (n=27), mixed (n=74), atypical ductal hyperplasia (n=24), as well as benign findings including atypical lobular hyperplasia (n=19), lymphatic invasion (n=13), lobular carcinoma in situ (n=12), usual ductal hyperplasia (n=35), and duct ectasia (n=17). Following primary surgery, LMs were scanned using OCT and images were CNN analyzed. Approximately 1.9 M OCT ROIs were assessed, identifying 101,099 suspicious ROIs. Three hundred and eighty-four (384) ROIs were correctly identified, yielding a 70% true positive and 5.2% false positive rate with 70% sensitivity and 96% specificity. The receiver operating curve is shown below. Conclusions: Automated analysis of OCT images using a trained CNN to identify ROIs suspicious for DCIS or IDC in LMs is feasible, demonstrating high concordance with permanent pathology. These findings indicate the utility of AI for screening OCT images with potential utilization for intraoperative evaluation of LMs. A pivotal prospective clinical trial will be necessary to evaluate breast specimens in real time to determine if this application may improve re-excision rates in lumpectomy. Citation Format: David Rempel, Andrew Berkeley, Chandandeep Nagi, Vladimir Pekar, Margaret Burns, Beryl Augustine, Alia Nazarullah, Ismail Jatoi, Kelly K. Hunt, Alastair Thompson, Savitri Krishnamurthy. Development and validation of convolutional neural network to identify regions of interest in lumpectomy margins using optical coherence tomography [abstract]. In: Proceedings of the American Association for Cancer Research Annual Meeting 2022; 2022 Apr 8-13. Philadelphia (PA): AACR; Cancer Res 2022;82(12_Suppl):Abstract nr 458.

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 machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,002
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,002
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut 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 enseignants0,012
Score d'incertitude au seuil0,024

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0020,002
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0010,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0010,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

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 Opus0,301
Tête enseignante GPT0,463
Écart entre enseignants0,163 · 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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
Publié2022
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