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Enregistrement W4416085464 · doi:10.1093/neuonc/noaf201.1022

PATH-70. Neuropath-IHC: a deep neural network for virtual immunohistochemistry from digital whole slide images of CNS tumors

2025· article· en· W4416085464 sur OpenAlexaff
Christopher H. Dampier, Fnu Lalchungnunga, Danh-Tai Hoang, Eldad D. Shulman, Zied Abdullaev, Bochong Li, Zhirui Luo, Omkar Singh, Zhichao Wu, Thomas M. Pearce, Daniel F. Marker, Craig Horbinski, Calixto‐Hope G. Lucas, Patrick J. Cimino, MacLean P. Nasrallah, Martha Quezado, Hye‐Jung Chung, Leeor Yefet, Gelareh Zadeh, Sebastian Brandner, Eytan Ruppin, Kenneth Aldape

Notice bibliographique

RevueNeuro-Oncology · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueAI in cancer detection
Établissements canadiensUniversity of Toronto
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésImmunohistochemistryInterpretabilityOLIG2GlioblastomaSensitivity (control systems)Gene expressionLineage markers

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract Computer vision now enables deep learning models to link histopathologic features to molecular features in a quantitative manner not previously achievable by human pathologists. However, human interpretability is often limited. We trained a deep neural network to predict gene expression from digital whole slide images (WSIs) using 848 central nervous system (CNS) tumors with paired WSI and RNA-sequencing data. We used inferred RNA expression levels as a surrogate for protein expression of the CNS tumor lineage markers GFAP, OLIG2, and SSTR2, as well as the proliferation marker MKI67 (Ki67). We established thresholds for categorizing the inferred expression levels as positive or negative based on levels observed in cross-validation testing in select tumor types to approximate routine clinical interpretation of immunohistochemical (IHC) staining. We tested the sensitivity and specificity of our ‘virtual’ IHC on an independent, multi-institutional cohort of over 2,000 CNS tumors with objective diagnostic labels derived from DNA methylation-based tumor classification. As a dichotomous variable, inferred GFAP expression showed a sensitivity of 74% and a specificity of 99% as a glial marker in a cohort of gliomas and meningiomas. In the same cohort, OLIG2 showed a sensitivity of 75% and a specificity of 97% as a glial marker, while SSTR2 showed a sensitivity of 83% and a specificity of 97% as a marker of meningioma. In a cohort of ependymomas and gliomas, virtual IHC for OLIG2 showed a sensitivity of 75% and a specificity of 82% in distinguishing ependymomas from gliomas. Finally, in a cohort of gliomas, inferred expression of MKI67 demonstrated a trend consistent with what would be expected by actual IHC, with increasing MKI67 expression with increasing tumor grade. Our model provides the basis for a human interpretable and clinically applicable deep neural network to aid human pathologists in the diagnosis and grading of CNS tumors.

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)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
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 enseignants0,007
Score d'incertitude au seuil0,025

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

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

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.

Tête enseignante Opus0,008
Tête enseignante GPT0,259
Écart entre enseignants0,251 · 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

Citations0
Publié2025
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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