Retrospective validation of MetaSystems’ deep-learning-based digital microscopy platform with assistance compared to manual fluorescence microscopy for detection of mycobacteria
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT This study aimed to validate Metasystems’ automated acid-fast bacilli (AFB) smear microscopy scanning and deep-learning-based image analysis module (Neon Metafer) with assistance on respiratory and pleural samples, compared to conventional manual fluorescence microscopy (MM). Analytical parameters were assessed first, followed by a retrospective validation study. In all, 320 archived auramine-O-stained slides selected non-consecutively [85 originally reported as AFB-smear-positive, 235 AFB-smear-negative slides; with an overall mycobacterial culture positivity rate of 24.1% (77/320)] underwent whole-slide imaging and were analyzed by the Metafer Neon AFB Module (version 4.3.130) using a predetermined probability threshold (PT) for AFB detection of 96%. Digital slides were then examined by a trained reviewer blinded to previous AFB smear and culture results, for the final interpretation of assisted digital microscopy (a-DM). Paired results from both microscopic methods were compared to mycobacterial culture. A scanning failure rate of 10.6% (34/320) was observed, leaving 286 slides for analysis. After discrepant analysis, concordance, positive and negative agreements were 95.5% (95%CI, 92.4%–97.6%), 96.2% (95%CI, 89.2%–99.2%), and 95.2% (95%CI, 91.3%–97.7%), respectively. Using mycobacterial culture as reference standard, a-DM and MM had comparable sensitivities: 90.7% (95%CI, 81.7%–96.2%) versus 92.0% (95%CI, 83.4%–97.0%) ( P -value = 1.00); while their specificities differed 91.9% (95%CI, 87.4%–95.2%) versus 95.7% (95%CI, 92.1%–98.0%), respectively ( P -value = 0.03). Using a PT of 96%, MetaSystems’ platform shows acceptable performance. With a national laboratory staff shortage and a local low mycobacterial infection rate, this instrument when combined with culture, can reliably triage-negative AFB-smear respiratory slides and identify positive slides requiring manual confirmation and semi-quantification. IMPORTANCE This manuscript presents a full validation of MetaSystems’ automated acid-fast bacilli (AFB) smear microscopy scanning and deep-learning-based image analysis module using a probability threshold of 96% including accuracy, precision studies, and evaluation of limit of AFB detection on respiratory samples when the technology is used with assistance. This study is complementary to the conversation started by Tomasello et al. on the use of image analysis artificial intelligence software in routine mycobacterial diagnostic activities within the context of high-throughput laboratories with low incidence of tuberculosis.
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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 | 0,015 | 0,021 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 ».