Towards Improving Surgical Margins in Tumour Resection Using Mass Spectrometry Imaging
Notice bibliographique
Résumé
Successful cancer resection is limited by the inability to differentiate between cancer and normal tissue intraoperatively. Desorption electrospray ionization mass spectrometry imaging (DESI-MSI) is an emerging and powerful analytical technique that offers a rapid and low cost approach for assessing surgical margins by generating detailed metabolic profiles. However, exploiting this data for tissue characterization based on molecular signals requires machine learning methods to handle its complexity. In this work, we utilize machine learning models for the characterization of tissue using DESI-MSI data obtained from prostate tissue samples. We use ViPRE, a novel open-source software, to annotate a large DESI-MSI dataset. We explore various machine learning models and train test schemes for cancer classification. Cross-validation of our models result in high balanced accuracy, sensitivity and specificity for cancer classification. Furthermore, we simulate the prospective application of perioperative tissue characterization, generating a qualitative visual prediction for whole slides that match pathology annotations. Finally, the application of linear transformation and classification algorithms on DESI-MSI data effectively distinguished between the molecular profiles associated with different cancer grades. Our findings highlight the promise of combining machine learning with large DESI-MSI datasets for tissue characterization, thereby improving surgical margin precision.
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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 | 0,003 | 0,008 |
| 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 | 0,002 | 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) | 0,001 | 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 ».