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Enregistrement W4402266297 · doi:10.1158/1538-7445.pediatric24-b023

Abstract B023: Multicenter histology image integration and multiscale deep learning for pediatric sarcoma subtype classification

2024· article· en· W4402266297 sur OpenAlexaboutno aff
Adam H. Thiesen, Sergii Domanskyi, Ali Foroughi pour, Todd Sheridan, Steven B. Neuhauser, Alyssa Stetson, Katelyn Dannheim, Danielle B. Cameron, Shawn S. Ahn, Hao Wu, Emily Christison‐Lagay, Carol J. Bult, Jeffrey H. Chuang, Jill C. Rubinstein

Notice bibliographique

RevueCancer Research · 2024
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueRadiomics and Machine Learning in Medical Imaging
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésHistologyMedicineSarcomaPathologyArtificial intelligenceComputer science

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract Introduction: Pediatric sarcomas are rare and diverse, with few highly specialized centers reviewing sufficient volume to hone histopathological expertise, resulting in frequent misclassification. Digitization of histology slides enables automated imaging analysis and training of artificial neural networks (ANNs) for sarcoma subtype classification. Such tools are reproducible, mitigate against inter-observer bias, and can be implemented at a distance, allowing for global access to more precise diagnostics. A limitation is insufficient high-quality data to train models and avoid overfitting. Here, we amass a digitized sarcoma histology dataset from multiple centers. We designed a computational pipeline to (1) harmonize images to remove center-specific artifacts, (2) mirror a traditional pathologist’s process by extracting imaging features at varying sizes and magnifications, and (3) implement the latest in deep learning backbones to perform automated classification of rhabdomyosarcoma (RMS) v. non-rhabdomyosarcoma (NRSTS) and further subtyping. We provide powerful proof of concept for the ability of these techniques to expand access to highly specialized care to the global pediatric sarcoma population. Methods: Hematoxylin & Eosin-stained images and limited clinical data were collected with representation from numerous centers. We optimized a pipeline for focus checking, resolution standardization, stain normalization, and image format conversion to generate a harmonized dataset of over 500 images. We tested varying tile sizes and overlaps, magnification powers, and single- vs. multi-scale concatenated-feature sets to optimize classification accuracy. Deep learning feature extraction was performed with two backbones (InceptionV3 and CTranspath). Using our previously developed SAMPLER method, we create statistical representations of each feature to train and test ANN classifiers for RMS vs NRSTS and further subtype predictions. Results: Optimal parameters were 224 pixel tile size and 112 micron spacing on center, yielding non-overlapping tiles when viewed at 20X, 0.5 microns per pixel (mpp). Single scale feature extraction at 0.5 and 1.0 outperformed 0.75 mpp. Multi-scale feature concatenation from the combination of 0.5 and 1.0 mpp provided the best overall classification performance. In matched analyses of all tested parameter combinations, CTranspath outperformed InceptionV3 with consistently higher area under curve. Conclusions: Our multi-institutional pediatric sarcoma histology dataset represents the broadest harmonized resource of this type to our knowledge. Using a multiscale approach and optimized tiling parameters, we demonstrate the superiority of vision transformer- over strict convolutional ANNs to provide gross distinction between sarcoma subtypes. Our harmonization procedures open the door for expansion of the dataset through ongoing multi-institutional collaboration, bringing promise for a future in which automated image review may accurately and remotely identify sarcoma histology, improving subtype-specific delivery of care. Citation Format: Adam H. Thiesen, Sergii Domanskyi, Ali Foroughi pour, Todd B. Sheridan, Steven B. Neuhauser, Alyssa Stetson, Katelyn Dannheim, Danielle B. Cameron, Shawn Ahn, Hao Wu, Emily R. Christison-Lagay, Carol J. Bult, Jeffrey H. Chuang, Jill C. Rubinstein. Multicenter histology image integration and multiscale deep learning for pediatric sarcoma subtype classification [abstract]. In: Proceedings of the AACR Special Conference in Cancer Research: Advances in Pediatric Cancer Research; 2024 Sep 5-8; Toronto, Ontario, Canada. Philadelphia (PA): AACR; Cancer Res 2024;84(17 Suppl):Abstract nr B023.

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 machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,002
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,008
Score d'incertitude au seuil0,017

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,002
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0050,001

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.

Tête enseignante Opus0,055
Tête enseignante GPT0,427
Écart entre enseignants0,373 · 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

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

Citations0
Publié2024
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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