Machine learning prediction of brain metastasis invasion pattern on brain magnetic resonance imaging scans
Notice bibliographique
Résumé
Background: Brain metastasis invasion pattern (BMIP) is an emerging biomarker associated with recurrence-free and overall survival in patients, and differential response to therapy in preclinical models. Currently, BMIP can only be determined from the histopathological examination of surgical specimens, precluding its use as a biomarker prior to therapy initiation. The aim of this study was to investigate the potential of machine learning (ML) approaches to develop a noninvasive magnetic resonance imaging (MRI)-based biomarker for BMIP determination. Methods: From an initial cohort of 329 patients, a subset of 132 patients met the inclusion criteria for this retrospective study. We evaluated the ability of an expert neuroradiologist to reliably predict BMIP. Thereafter, the dataset was randomly divided into training/validation (80% of cases) and test subsets (20% of cases). The ground truth for BMIP was the histopathologic evaluation of resected specimens. Following MRI sequence co-registration, advanced feature extraction techniques deriving hand-crafted radiomic features with traditional ML classifiers and convolution-based deep learning (CDL) models were trained and evaluated. Different ML approaches were used individually or using ensembling techniques to determine the model with the best performance for BMIP prediction. Results: Expert evaluation of brain MRI scans could not reliably predict BMIP, with an accuracy of 44%-59% depending on the semantic feature used. Among the different ML and CDL models evaluated, the best-performing model achieved an accuracy of 85% and an F1 score of 90%. Conclusions: ML approaches can effectively predict BMIP, representing a noninvasive MRI-based approach to guide the management of patients with brain metastases.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».