Deep learning for histopathological subtyping and grading of lung adenocarcinoma
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT The histopathological distinction of lung adenocarcinoma (LADC) subtypes is subject to high inter-observer variability, which can compromise the optimal assessment of the patient prognosis. Therefore, this study developed convolutional neural networks (CNNs) capable of distinguishing LADC subtypes and predicting disease-specific survival, according to the LADC tumour grades established recently by the International Association for the Study of Lung Cancer pathology committee. Consensus LADC ground truth histopathological images were obtained from seventeen expert pulmonary pathologists and one pathologist in training. Two deep learning models (AI-1 and AI-2) were trained with EfficientNet b3 architecture to predict eight different LADC classes (lepidic, acinar, papillary, micropapillary, solid, invasive mucinous adenocarcinoma, other carcinoma types, and no carcinoma cells). Furthermore, the trained models were tested on an independent cohort of 133 patients. The models achieved high precision, recall, and F1-scores exceeding 0.90 for most of the LADC classes. Clear stratification of the three LADC grades was reached in predicting the disease-specific survival by the two models. Moreover, the grading prediction of one of the trained models was more accurate than those of 14 out of 15 pulmonary pathologists involved in the study ( p =0.0003). Both trained models showed high stability in the segmentation of each pair of predicted grades with low variation in the hazard ratio across 200 bootstrapped samples. These findings indicate that the trained CNNs improve the diagnostic accuracy of the pathologist, standardise LADC subtype recognition, and refine LADC grade assessment. Thus, the trained models are promising tools that may assist in the routine evaluation of LADC subtypes and grades 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 | 0,002 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 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 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| 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 ».