Validation of a Quantitative Ultrasound Texture Analysis Model for Early Prediction of Neoadjuvant Chemotherapy Response in Breast Cancer: A Prospective Serial Imaging Study
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND/OBJECTIVES: Patients with breast cancer who do not achieve a complete response to neoadjuvant chemotherapy (NAC) may benefit from intensified adjuvant systemic therapy. However, such treatment escalation is typically delayed until after tumour resection, which occurs several months into the treatment course. Quantitative ultrasound (QUS) can detect early microstructural changes in tumours and may enable timely identification of non-responders during NAC, allowing for earlier treatment intensification. In our previous prospective observational study, 100 breast cancer patients underwent QUS imaging before and four times during NAC. Machine learning algorithms based on QUS texture features acquired in the first week of treatment were developed and achieved 78% accuracy in predicting treatment response. In the current study, we aimed to validate these algorithms in an independent prospective cohort to assess reproducibility and confirm their clinical utility. METHODS: We included breast cancer patients eligible for NAC per standard of care, with tumours larger than 1.5 cm. QUS imaging was acquired at baseline and during the first week of treatment. Tumour response was defined as a ≥30% reduction in target lesion size on the resection specimen compared to baseline imaging. RESULTS: A total of 51 patients treated between 2018 and 2021 were included (median age 49 years; median tumour size 3.6 cm). Most were estrogen receptor-positive (65%) or HER2-positive (33%), and the majority received dose-dense AC-T (n = 34, 67%) or FEC-D (n = 15, 29%) chemotherapy, with or without trastuzumab. The support vector machine algorithm achieved an area under the curve of 0.71, with 86% accuracy, 91% specificity, 50% sensitivity, 93% negative predictive value, and 43% positive predictive value for predicting treatment response. Misclassifications were primarily associated with poorly defined tumours and difficulties in accurately identifying the region of interest. CONCLUSIONS: Our findings validate QUS-based machine learning models for early prediction of chemotherapy response and support their potential as non-invasive tools for treatment personalization and clinical trial development focused on early treatment intensification.
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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 | 0,006 | 0,011 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 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 ».