Pulmonary emphysema subtypes defined by unsupervised machine learning on CT scans
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Treatment and preventative advances for chronic obstructive pulmonary disease (COPD) have been slow due, in part, to limited subphenotypes. We tested if unsupervised machine learning on CT images would discover CT emphysema subtypes with distinct characteristics, prognoses and genetic associations. METHODS: New CT emphysema subtypes were identified by unsupervised machine learning on only the texture and location of emphysematous regions on CT scans from 2853 participants in the Subpopulations and Intermediate Outcome Measures in COPD Study (SPIROMICS), a COPD case-control study, followed by data reduction. Subtypes were compared with symptoms and physiology among 2949 participants in the population-based Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis (MESA) Lung Study and with prognosis among 6658 MESA participants. Associations with genome-wide single-nucleotide-polymorphisms were examined. RESULTS: The algorithm discovered six reproducible (interlearner intraclass correlation coefficient, 0.91-1.00) CT emphysema subtypes. The most common subtype in SPIROMICS, the combined bronchitis-apical subtype, was associated with chronic bronchitis, accelerated lung function decline, hospitalisations, deaths, incident airflow limitation and a gene variant near <em>DRD1</em>, which is implicated in mucin hypersecretion (p=1.1 ×10<sup>-8</sup>). The second, the diffuse subtype was associated with lower weight, respiratory hospitalisations and deaths, and incident airflow limitation. The third was associated with age only. The fourth and fifth visually resembled combined pulmonary fibrosis emphysema and had distinct symptoms, physiology, prognosis and genetic associations. The sixth visually resembled vanishing lung syndrome. CONCLUSION: Large-scale unsupervised machine learning on CT scans defined six reproducible, familiar CT emphysema subtypes that suggest paths to specific diagnosis and personalised therapies in COPD and pre-COPD.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».