Clinical Relevance of Computationally Derived Attributes of Arteries and Arterioles in focal segmental glomerulosclerosis and minimal change disease
Notice bibliographique
Résumé
Background: The current semi-qualitative methods used to score sclerosis and hyalinosis in arteries and arterioles in clinical practice are limited in standardization and reproducibility. We developed a computational pipeline designed to accurately and consistently quantify prognostic arterial and arteriolar characteristics in digital kidney biopsies of patients with focal segmental glomerulosclerosis (FSGS) and minimal change disease (MCD) through segmentation and pathomic feature extraction. Methods: We utilized one trichrome-stained WSI from 225 participants in the NEPTUNE/CureGN studies, comprising 127 cases of focal segmental glomerulosclerosis (FSGS) and 98 cases of minimal change disease (MCD). We developed, validated, and quality-controlled deep learning models to segment muscular vessels and their internal compartments (lumen, intima, media, and hyalinosis), including (i) arcuate arteries, (ii) interlobular arteries, and (iii) arterioles with two muscle layers. Arterioles, interlobular, and arcuate arteries were visually scored for sclerosis and hyalinosis on a scale of 0 to 3. Area- and thickness-based pathomic feature extraction was performed on each compartment (lumen, intima, media, and hyalinosis) through radial sampling and ray casting. A correlation study was performed between pathomic and visual semiquantitative visual scores, and the association of both visual scores and pathomic features with disease progression (40% eGFR decline or renal failure) was assessed. Summary statistics (maximum, median, and 75th percentile) were computed for each WSI and analyzed using LASSO-regularized Cox proportional hazards models, adjusted for clinical and demographic factors. Results: A total of 1,499 arterioles, 686 interlobular arteries, and 131 arcuate arteries were segmented. Statistically significant correlations were found between pathologists visual scores and the average intima-media thickness ratio (Spearman ρ = 0.27, p < 0.001 for arterioles; ρ = 0.69, p < 0.001 for interlobular arteries; and ρ = 0.80, p < 0.001 for arcuate arteries) and arteriolar hyalinosis (ρ = 0.46, p < 0.001). Incorporating pathomic features from trichrome-stained WSIs improved the prediction of disease progression, enhancing the concordance index from 0.70 to 0.75 in arterioles and from 0.69 to 0.74 in arcuate arteries, compared to using demographics and clinical characteristics alone. Conclusion: Our computational approach offers a novel and reliable method for segmenting and analyzing the pathomic features of sclerosis and hylalinosis in arteries and arterioles. This technique has demonstrated potential as a valuable tool for enhancing the clinical assessment performed by pathologists.
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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 | 0,006 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| 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 ».