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Enregistrement W4379798163 · doi:10.1158/2767-9764.crc-22-0152

Multi-institutional Prognostic Modeling in Head and Neck Cancer: Evaluating Impact and Generalizability of Deep Learning and Radiomics

2023· article· en· W4379798163 sur OpenAlexafffund
Michal Kazmierski, Mattea Welch, Sejin Kim, Chris McIntosh, Katrina Rey‐McIntyre, Shao Hui Huang, Tirth Patel, Tony Tadic, Michael Milosevic, Fei‐Fei Liu, Adam Ryczkowski, Joanna Kaźmierska, Zezhong Ye, Deborah Plana, Hugo J.W.L. Aerts, Benjamin H. Kann, Scott V. Bratman, Andrew Hope, Benjamin Haibe‐Kains

Notice bibliographique

RevueCancer Research Communications · 2023
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueRadiomics and Machine Learning in Medical Imaging
Établissements canadiensSciencetech (Canada)Princess Margaret Cancer CentreArtificial Intelligence in Medicine (Canada)University of Toronto
Organismes subventionnairesNational Institute of General Medical SciencesCanadian Institutes of Health ResearchCanadian HIV Trials Network, Canadian Institutes of Health Research
Mots-clésGeneralizability theoryRadiomicsArtificial intelligenceMachine learningComputer scienceDeep learningArtificial neural networkMedicineMedical physicsStatistics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Artificial intelligence (AI) and machine learning (ML) are becoming critical in developing and deploying personalized medicine and targeted clinical trials. Recent advances in ML have enabled the integration of wider ranges of data including both medical records and imaging (radiomics). However, the development of prognostic models is complex as no modeling strategy is universally superior to others and validation of developed models requires large and diverse datasets to demonstrate that prognostic models developed (regardless of method) from one dataset are applicable to other datasets both internally and externally. Using a retrospective dataset of 2,552 patients from a single institution and a strict evaluation framework that included external validation on three external patient cohorts (873 patients), we crowdsourced the development of ML models to predict overall survival in head and neck cancer (HNC) using electronic medical records (EMR) and pretreatment radiological images. To assess the relative contributions of radiomics in predicting HNC prognosis, we compared 12 different models using imaging and/or EMR data. The model with the highest accuracy used multitask learning on clinical data and tumor volume, achieving high prognostic accuracy for 2-year and lifetime survival prediction, outperforming models relying on clinical data only, engineered radiomics, or complex deep neural network architecture. However, when we attempted to extend the best performing models from this large training dataset to other institutions, we observed significant reductions in the performance of the model in those datasets, highlighting the importance of detailed population-based reporting for AI/ML model utility and stronger validation frameworks. We have developed highly prognostic models for overall survival in HNC using EMRs and pretreatment radiological images based on a large, retrospective dataset of 2,552 patients from our institution.Diverse ML approaches were used by independent investigators. The model with the highest accuracy used multitask learning on clinical data and tumor volume.External validation of the top three performing models on three datasets (873 patients) with significant differences in the distributions of clinical and demographic variables demonstrated significant decreases in model performance. Significance: ML combined with simple prognostic factors outperformed multiple advanced CT radiomics and deep learning methods. ML models provided diverse solutions for prognosis of patients with HNC but their prognostic value is affected by differences in patient populations and require extensive validation.

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 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)0,003
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,003
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Observationnel · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,804
Score d'incertitude au seuil0,698

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0030,003
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,001
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,001
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 Opus0,223
Tête enseignante GPT0,532
Écart entre enseignants0,309 · 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 tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeObservationnel
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

Citations46
Publié2023
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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