Prostate Cancer Risk Stratification by Digital Histopathology and Deep Learning
Notice bibliographique
Résumé
PURPOSE: Prostate cancer (PCa) represents a highly heterogeneous disease that requires tools to assess oncologic risk and guide patient management and treatment planning. Current models are based on various clinical and pathologic parameters including Gleason grading, which suffers from a high interobserver variability. In this study, we determine whether objective machine learning (ML)-driven histopathology image analysis would aid us in better risk stratification of PCa. MATERIALS AND METHODS: We propose a deep learning, histopathology image-based risk stratification model that combines clinicopathologic data along with hematoxylin and eosin- and Ki-67-stained histopathology images. We train and test our model, using a five-fold cross-validation strategy, on a data set from 502 treatment-naïve PCa patients who underwent radical prostatectomy (RP) between 2000 and 2012. RESULTS: We used the concordance index as a measure to evaluate the performance of various risk stratification models. Our risk stratification model on the basis of convolutional neural networks demonstrated superior performance compared with Gleason grading and the Cancer of the Prostate Risk Assessment Post-Surgical risk stratification models. Using our model, 3.9% of the low-risk patients were correctly reclassified to be high-risk and 21.3% of the high-risk patients were correctly reclassified as low-risk. CONCLUSION: These findings highlight the importance of ML as an objective tool for histopathology image assessment and patient risk stratification. With further validation on large cohorts, the digital pathology risk classification we propose may be helpful in guiding administration of adjuvant therapy including radiotherapy after RP.
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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 | 0,002 | 0,005 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 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 ».