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Enregistrement W4414430602 · doi:10.2196/73765

Predicting Lymph Node Metastasis in Rectal Cancer: Development and Validation of a Machine Learning Model Using Clinical Data

2025· article· en· W4414430602 sur OpenAlexvenueno aff
Chuangwei Li, Shouhong Wan, Bingbing Zou

Notice bibliographique

RevueJMIR Medical Informatics · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueColorectal Cancer Surgical Treatments
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésPredictive modellingArea under curvePatient dataLymph node metastasisComputed tomographyClinical PracticeLogistic regressionText mining

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Background: Rectal cancer (RC) is a common malignant tumor, with lymph node metastasis (LNM) being a critical determinant of patient prognosis. Traditional diagnostic methods have limitations, necessitating the development of predictive models using clinical data. Objective: This study aimed to construct and validate machine learning (ML) models to predict LNM risk in patients with RC based on clinical data. Methods: Retrospective data from 2454 patients with RC (SEER [Surveillance, Epidemiology, and End Results] database) were split into training (n=1954) and internal validation (n=500) sets. An external cohort (n=500) was obtained from the First Affiliated Hospital of Anhui Medical University. Lymph node features identified via computed tomographic scans were integrated with clinicopathological data. Variables were selected using LASSO (Least Absolute Shrinkage and Selection Operator), followed by univariate and multivariate logistic regression. Eleven ML models (Logistic Regression, K-Nearest Neighbors, Extremely Randomized Trees, Naive Bayes, XGBoost [XBG], Light Gradient Boosting Machine, Multilayer Perceptron, Gradient Boosting, Support Vector Machine, Random Forest, and Ada-Boost) were evaluated via area under the receiver operating characteristic curve (AUC), calibration curves, and decision curve analysis. Results: LNM prevalence was 26.9% (training), 27% (internal validation), and 81% (external validation). Independent LNM predictors included tumor grade, clinical T stage, N stage, tumor length, neural invasion, and total lymph nodes. Internal validation AUC ranged from 0.859 to 0.964; external validation AUC was 0.735-0.838. In the internal validation set, Random Forest and Extremely Randomized Trees achieved the highest AUC (0.964, 95% CI 0.950-0.978), while XGB demonstrated superior cross-cohort stability (AUC 0.942, 95% CI 0.925-0.959). For external validation, Gradient Boosting had the highest AUC (0.838, 95% CI 0.801-0.875), followed by XGB (0.832, 95%CI 0.794-0.869). XGB showed minimal calibration error with curves closest to the ideal diagonal and yielded the highest net benefit in decision curve analysis across critical thresholds. Conclusions: This study successfully developed and validated 11 ML models to predict LNM risk in RC. The XGB model was optimal, achieving an AUC >0.9 in 10 internal models and an AUC >0.8 in 7 external models. The identified predictors of LNM can facilitate early diagnosis and personalized treatment, highlighting the potential of integrating computed tomographic scan data with clinicopathological findings to build effective predictive models.

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)0,012
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,018
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: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,012
Score d'incertitude au seuil0,061

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0120,018
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0020,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

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 Opus0,104
Tête enseignante GPT0,420
Écart entre enseignants0,316 · 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
GenreEmpirique

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

En bref

Citations2
Publié2025
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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