Generalization optimizing machine learning to improve CT scan radiomics and assess immune checkpoint inhibitors’ response in non-small cell lung cancer: a multicenter cohort study
Notice bibliographique
Résumé
Background: Recent developments in artificial intelligence suggest that radiomics may represent a promising non-invasive biomarker to predict response to immune checkpoint inhibitors (ICIs). Nevertheless, validation of radiomics algorithms in independent cohorts remains a challenge due to variations in image acquisition and reconstruction. Using radiomics, we investigated the importance of scan normalization as part of a broader machine learning framework to enable model external generalizability to predict ICI response in non-small cell lung cancer (NSCLC) patients across different centers. Methods: Radiomics features were extracted and compared from 642 advanced NSCLC patients on pre-ICI scans using established open-source PyRadiomics and a proprietary DeepRadiomics deep learning technology. The population was separated into two groups: a discovery cohort of 512 NSCLC patients from three academic centers and a validation cohort that included 130 NSCLC patients from a fourth center. We harmonized images to account for variations in reconstruction kernel, slice thicknesses, and device manufacturers. Multivariable models, evaluated using cross-validation, were used to estimate the predictive value of clinical variables, PD-L1 expression, and PyRadiomics or DeepRadiomics for progression-free survival at 6 months (PFS-6). Results: The best prognostic factor for PFS-6, excluding radiomics features, was obtained with the combination of Clinical + PD-L1 expression (AUC = 0.66 in the discovery and 0.62 in the validation cohort). Without image harmonization, combining Clinical + PyRadiomics or DeepRadiomics delivered an AUC = 0.69 and 0.69, respectively, in the discovery cohort, but dropped to 0.57 and 0.52, in the validation cohort. This lack of generalizability was consistent with observations in principal component analysis clustered by CT scan parameters. Subsequently, image harmonization eliminated these clusters. The combination of Clinical + DeepRadiomics reached an AUC = 0.67 and 0.63 in the discovery and validation cohort, respectively. Conversely, the combination of Clinical + PyRadiomics failed generalizability validations, with AUC = 0.66 and 0.59. Conclusion: We demonstrated that a risk prediction model combining Clinical + DeepRadiomics was generalizable following CT scan harmonization and machine learning generalization methods. These results had similar performances to routine oncology practice using Clinical + PD-L1. This study supports the strong potential of radiomics as a future non-invasive strategy to predict ICI response in advanced NSCLC.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,003 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| 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 | 0,001 |
| 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 tête enseignante, 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 ».