Abstract B020: Automated classification of thymic epithelial tumors. A novel deep learning approach
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Introduction: Accurate histological classification of thymic epithelial tumours (TETs), including subtypes A, AB, B1, B2, B3, and thymic carcinomas (TC), is essential for prognosis and treatment planning. However, expert-level classification remains challenging due to significant inter-observer variability and the rarity of these tumors. This study presents a novel deep learning approach for subtype classification using digital histopathology. Methods: Hematoxylin and eosin (H&E)-stained whole slide images (WSIs) from the Cancer Genome Atlas Program (TCGA) were used. The dataset included TETs resections from 119 patients. WSIs were divided into 224×224 pixel patches. We used a foundational model called UNI to extract high-dimensional features. UNI was pretrained on over 100 million histopathology images across 20 major tissue types. We then employed an attention-based Multiple Instance Learning (MIL) model to aggregate patch-level information for slide-level classification. The key innovation in our approach is the implementation of a biologically-informed hierarchical loss function with three components: a multiclass classifier to distinguish A/AB, B1–B3, and TC categories, a binary classifier to differentiate A and AB subtype, and an ordinal classifier to model the biological continuum among B1–B3 subtypes, implemented using a novel binary encoding scheme where each class receives one more "1" bit than the previous class (e.g., B1: [0,0], B2: [1,0], B3: [1,1]). This approach represents the biological continuum of B-subtypes based on increasing epithelial-to-lymphocyte ratios. Results: The model was evaluated using 3-fold cross-validation. Compared to random classification accuracy of only 17%, our model achieved an overall six-class classification accuracy of 59.4% (95% CI: 55.3–63.5) with a Cohen’s kappa of 0.485 (0.437–0.534). When collapsed into three high-level classes (A/AB vs. B1–B3 vs. TC), accuracy improved to 81.0% (76.5–85.5) with a Cohen’s kappa of 0.678 (0.598–0.757). Performance was exceptionally high for TC classification: Accuracy: 95.8% (92.5–99.0), Sensitivity: 94.4% (86.0–100), and Specificity: 96.0% (93.1–98.9). Conclusions: This deep learning approach demonstrates strong performance in classifying TETs subtypes, with especially high accuracy for thymic carcinomas. Prior studies have shown substantial inter-observer variability, with expert reviews at specialized centers resulting in a different histological classification for up to 56% of referred thymic tumor cases—potentially altering treatment decisions in more than 40% of these instances. Our model offers a promising tool to augment diagnostic accuracy and reduce variability, particularly in settings lacking expert pathology review. Citation Format: Matteo Sacco, Erica Pietroluongo, James M. Dolezal, Anna Di Lello, Mirella Marino, Alessandra Esposito, Maha AT. Elsebaie, Marina C. Garassino. Automated classification of thymic epithelial tumors. A novel deep learning approach [abstract]. In: Proceedings of the AACR Special Conference in Cancer Research: Artificial Intelligence and Machine Learning; 2025 Jul 10-12; Montreal, QC, Canada. Philadelphia (PA): AACR; Clin Cancer Res 2025;31(13_Suppl):Abstract nr B020.
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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 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,002 |
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 ».