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Enregistrement W4412163818 · doi:10.1158/1557-3265.aimachine-a044

Abstract A044: Developing a digital twin framework for colorectal cancer outcome prediction and robust clinical trial simulation

2025· article· en· W4412163818 sur OpenAlexaboutno aff
Ian Ruchlin, Mirella L. Altoé, Maria E. Monberg, Todd Oakland, M. Rossi, Vivek Agarwal, Jitesh Chawla, Pyeush Gurha, Stephen Yip

Notice bibliographique

RevueClinical Cancer Research · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueRadiomics and Machine Learning in Medical Imaging
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésColorectal cancerOutcome (game theory)MedicineClinical trialCancerOncologyInternal medicineMathematics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract Introduction: Digital twin (DT) technology enables in silico patient representations for counterfactual outcome simulations and precise target population identification, thereby facilitating in silico hypothesis testing while reducing clinical trial costs and resource utilization. We present a novel DT framework for colorectal cancer (CRC) patient outcome prediction and clinical trial simulation. Methods: We used multiomics data from 2,100 CRC patients from our Precision 360™ database. The data were partitioned into training (80%), validation (10%), and testing (10%) cohorts. The DT architecture incorporates an encoder-decoder neural network framework that compresses patient data into latent vectors (serving as digital twins) and subsequently decodes clinically relevant observables including overall survival (OS). Training employed a self-supervised approach with dual optimization criteria: minimization of reconstruction loss and maximization of latent space entropy. Training proceeded for 10,000 epochs until convergence of validation and training curves. We conducted two validation experiments related to AST/ALT ratio, a parameter shown to be associated with overall survival: (1) to assess how well the DT could generate prognosis-related hypotheses, we compared the predictions made by the DT and those from univariate analysis between AST/ALT ratio at baseline (closet lab value after initial diagnosis) and OS using concordance indices (CI); and (2) evaluation of counterfactual stability through simulated AST/ALT manipulations across a spectrum from low to high values. Results: Among the CRC cohort, data demonstrated AST/ALT > 0.96 was associated with median OS=31±4 months versus AST/ALT < 0.96 with median OS=38±4 months (c-index=0.57, log-rank p<0.005). In the test set, DT-decoded survival predictions exhibited improved prognostic accuracy with c-index=0.60 (log-rank p<0.015). In counterfactual simulations, systematic AST/ALT modulation from low to high values (AST/ALT= 0.37, 1.0, 2.7) produced corresponding decreases in median OS from 37±3, 35±3, to 34±3 months, with intermediate AST/ALT values following the monotonic relationship. Conclusion: Our encoder-decoder based DT framework robustly simulates CRC patient outcomes and predicts survival outcomes. The model maintains consistent trends during counterfactual analysis. Further, the DT framework shows considerable potential in revealing subtle relationships between potential features such as AST/ALT and survival outcomes. This ability to generate new prognostic insights paves the way for hypothesis formation for future studies. As such, our framework could prove to be a valuable tool for clinical trial simulation and insight generation, potentially reducing unnecessary costs and adverse effects in CRC drug development and management. Citation Format: Ian Ruchlin, Mirella Altoe, Maria Monberg, Todd Oakland, Michael Rossi, Vivek Agarwal, Jitesh Chawla, Pyeush Gurha, Stephen Yip. Developing a digital twin framework for colorectal cancer outcome prediction and robust clinical trial simulation [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 A044.

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)0,007
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,020
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: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: Méthodes
Score de désaccord entre enseignants0,011
Score d'incertitude au seuil0,038

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0070,020
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0020,002
Intégrité de la recherche0,0010,002
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0040,000

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.

Tête enseignante Opus0,352
Tête enseignante GPT0,615
Écart entre enseignants0,263 · 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
GenreMéthodes

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations1
Publié2025
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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