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Enregistrement W4377010966 · doi:10.1186/s13000-023-01355-3

Biased data, biased AI: deep networks predict the acquisition site of TCGA images

2023· article· en· W4377010966 sur OpenAlex

Pourquoi ce travail est dans la base

Une base qui oublie comment elle a trouvé un travail ne peut pas être vérifiée. Voici les voies qui ont admis celui-ci.

affAu moins un auteur déclare une institution canadienne dans l'instantané OpenAlex épinglé.
fundUn bailleur canadien est enregistré sur le travail.

Notice bibliographique

RevueDiagnostic Pathology · 2023
Typearticle
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueAI in cancer detection
Établissements canadiensUniversity of WaterlooOntario Tech UniversityBrock UniversityWilliam Osler Health SystemLaurentian UniversityMcMaster UniversityUniversity Health Network
Organismes subventionnairesOntario Research Foundation
Mots-clésArtificial intelligenceComputer sciencePathologyComputational biologyMedicineBiology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: Deep learning models applied to healthcare applications including digital pathology have been increasing their scope and importance in recent years. Many of these models have been trained on The Cancer Genome Atlas (TCGA) atlas of digital images, or use it as a validation source. One crucial factor that seems to have been widely ignored is the internal bias that originates from the institutions that contributed WSIs to the TCGA dataset, and its effects on models trained on this dataset. METHODS: 8,579 paraffin-embedded, hematoxylin and eosin stained, digital slides were selected from the TCGA dataset. More than 140 medical institutions (acquisition sites) contributed to this dataset. Two deep neural networks (DenseNet121 and KimiaNet were used to extract deep features at 20× magnification. DenseNet was pre-trained on non-medical objects. KimiaNet has the same structure but trained for cancer type classification on TCGA images. The extracted deep features were later used to detect each slide's acquisition site, and also for slide representation in image search. RESULTS: DenseNet's deep features could distinguish acquisition sites with 70% accuracy whereas KimiaNet's deep features could reveal acquisition sites with more than 86% accuracy. These findings suggest that there are acquisition site specific patterns that could be picked up by deep neural networks. It has also been shown that these medically irrelevant patterns can interfere with other applications of deep learning in digital pathology, namely image search. This study shows that there are acquisition site specific patterns that can be used to identify tissue acquisition sites without any explicit training. Furthermore, it was observed that a model trained for cancer subtype classification has exploited such medically irrelevant patterns to classify cancer types. Digital scanner configuration and noise, tissue stain variation and artifacts, and source site patient demographics are among factors that likely account for the observed bias. Therefore, researchers should be cautious of such bias when using histopathology datasets for developing and training deep networks.

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.

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,920
Score d'incertitude au seuil0,509

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

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 Opus0,024
Tête enseignante GPT0,276
Écart entre enseignants0,253 · 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