Machine Learning of Multi-Modal Tumor Imaging Reveals Trajectories of Response to Precision Treatment
Notice bibliographique
Résumé
The standard assessment of response to cancer treatments is based on gross tumor characteristics, such as tumor size or glycolysis, which provide very indirect information about the effect of precision treatments on the pharmacological targets of tumors. Several advanced imaging modalities allow for the visualization of targeted tumor hallmarks. Descriptors extracted from these images can help establishing new classifications of precision treatment response. We propose a machine learning (ML) framework to analyze metabolic–anatomical–vascular imaging features from positron emission tomography, ultrafast Doppler, and computed tomography in a mouse model of paraganglioma undergoing anti-angiogenic treatment with sunitinib. Imaging features from the follow-up of sunitinib-treated (n = 8, imaged once-per-week/6-weeks) and sham-treated (n = 8, imaged once-per-week/3-weeks) mice groups were dimensionally reduced and analyzed with hierarchical clustering Analysis (HCA). The classes extracted from HCA were used with 10 ML classifiers to find a generalized tumor stage prediction model, which was validated with an independent dataset of sunitinib-treated mice. HCA provided three stages of treatment response that were validated using the best-performing ML classifier. The Gaussian naive Bayes classifier showed the best performance, with a training accuracy of 98.7 and an average area under curve of 100. Our results show that metabolic–anatomical–vascular markers allow defining treatment response trajectories that reflect the efficacy of an anti-angiogenic drug on the tumor target hallmark.
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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 | 0,002 |
| 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 | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| 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 ».