A Deep Learning Model to Predict Breast Implant Texture Types Using Ultrasonography Images: Feasibility Development Study
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Breast implants, including textured variants, have been widely used in aesthetic and reconstructive mammoplasty. However, the textured type, which is one of the shell texture types of breast implants, has been identified as a possible etiologic factor for lymphoma, specifically breast implant-associated anaplastic large cell lymphoma (BIA-ALCL). Identifying the shell texture type of the implant is critical to diagnosing BIA-ALCL. However, distinguishing the shell texture type can be difficult due to the loss of human memory and medical history. An alternative approach is to use ultrasonography, but this method also has limitations in quantitative assessment. OBJECTIVE: This study aims to determine the feasibility of using a deep learning model to classify the shell texture type of breast implants and make robust predictions from ultrasonography images from heterogeneous sources. METHODS: A total of 19,502 breast implant images were retrospectively collected from heterogeneous sources, including images captured from both Canon and GE devices, images of ruptured implants, and images without implants, as well as publicly available images. The Canon images were trained using ResNet-50. The model's performance on the Canon dataset was evaluated using stratified 5-fold cross-validation. Additionally, external validation was conducted using the GE and publicly available datasets. The area under the receiver operating characteristic curve (AUROC) and the area under the precision-recall curve (PRAUC) were calculated based on the contribution of the pixels with Gradient-weighted Class Activation Mapping (Grad-CAM). To identify the significant pixels for classification, we masked the pixels that contributed less than 10%, up to a maximum of 100%. To assess the model's robustness to uncertainty, Shannon entropy was calculated for 4 image groups: Canon, GE, ruptured implants, and without implants. RESULTS: The deep learning model achieved an average AUROC of 0.98 and a PRAUC of 0.88 in the Canon dataset. The model achieved an AUROC of 0.985 and a PRAUC of 0.748 for images captured with GE devices. Additionally, the model predicted an AUROC of 0.909 and a PRAUC of 0.958 for the publicly available dataset. This model maintained the PRAUC values for quantitative validation when masking up to 90% of the least-contributing pixels and the remnant pixels in breast shell layers. Furthermore, the prediction uncertainty increased in the following order: Canon (0.066), GE (0072), ruptured implants (0.371), and no implants (0.777). CONCLUSIONS: We have demonstrated the feasibility of using deep learning to predict the shell texture type of breast implants. This approach quantifies the shell texture types of breast implants, supporting the first step in the diagnosis of BIA-ALCL.
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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 | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| 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 | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 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 ».