Abstract 5695: Deep learning risk prediction model of distant recurrence from H&E endometrial cancer slides
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Accurate risk prediction of distant recurrence (DR) is crucial for personalized adjuvant systemic therapy of endometrial cancer (EC) stage I-III patients, as DR is associated with a 5-year overall survival of 10-20%. Risk stratification and treatment recommendation are currently based on histopathological and molecular markers, which is challenging due to high inter-observer variability and testing costs respectively. Deep Learning (DL) models can predict prognosis by identifying relevant visual features from H&E whole slide images (WSIs) at different resolutions without prior assumptions. Here, we developed and tested the first interpretable state-of-the-art DL model for WSI-based risk prediction of DR of stage I-III EC (DeREC) from the randomized PORTEC-1/-2/-3 trials and three clinical cohorts with long-term follow-up data. We used one representative H&E WSI each from 1761 EC patients, excluding those who received adjuvant chemotherapy as it lowers the risk of DR. We randomly sampled 20% as a held-out internal test set (N=353 with 62 events; 8.45 year median follow-up) and performed a 5-fold cross-validation on the training set (N=1408). WSIs were partitioned into 360 micron patches at 40x magnification. DeREC combined self-supervised representation learning of patches using a multi-resolution vision transformer and a WSI-level graph attention-based time-to-event prediction model. The model performance of correctly ranking patients by predicted risk scores and true time to DR was measured with the concordance-index and compared with a Cox’ Proportional Hazards (CPH) model fitted on histopathological variables (histotype, grade, lymphovascular space invasion, stage). Discriminative quality of the predicted risk groups was investigated with Kaplan-Meier analysis and the log-rank test. Most predictive patches by predicted risk groups were reviewed by an expert gynecopathologist for identification of prognostic morphological features. DeREC achieved a concordance-index of 0.764 [95%CI 0.754-0.773] on 5-fold cross validation and 0.757 on the test set, as compared to 0.704 [95%CI 0.662-0.746] with CPH. Predicted risk groups around quartiles 1 and 3 accurately stratified patients between low (N=89), intermediate (N=175), high (N=89) risk of DR (p<0.0001). Among the predicted low-risk group only 3 (3.37%) patients relapsed whereas intermediate and high-risk groups counted 27 (15.43%) and 32 (35.96%) events respectively. DeREC is the first DL model accurately distinguishing EC patients at high risk of DR from those at low risk using one H&E WSI, which would aid decisions on adjuvant treatment. DeREC outperformed standard statistical prediction methods using histopathological variables, indicating that it identified prognostic visual features which can be further investigated. Future development includes the integration of clinicopathological and molecular information. Citation Format: Sarah Fremond, Sonali Andani, Jurriaan Barkey Wolf, Gitte Ørtoft, Estrid Høgdall, Jouke Dijkstra, Jan J. Jobsen, Ina M. Jürgenliemk-Schulz, Ludy CHW Lutgens, Melanie E. Powell, Naveena Singh, Linda R. Mileshkin, Helen J. Mackay, Alexandra Leary, Dionyssios Katsaros, Hans W. Nijman, Stephanie M. de Boer, Remi A. Nout, Vincent T.H.B.M Smit, Carien L. Creutzberg, Nanda Horeweg, Viktor H. Koelzer, Tjalling Bosse. Deep learning risk prediction model of distant recurrence from H&E endometrial cancer slides. [abstract]. In: Proceedings of the American Association for Cancer Research Annual Meeting 2023; Part 1 (Regular and Invited Abstracts); 2023 Apr 14-19; Orlando, FL. Philadelphia (PA): AACR; Cancer Res 2023;83(7_Suppl):Abstract nr 5695.
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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) | 0,001 | 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 | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 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 ».