Enhancing decision-making in glioblastoma surgery through an explainable human-AI collaboration: an international multicenter model development and external validation study
Notice bibliographique
Résumé
Surgical resection improves survival in glioblastoma, yet predicting the extent of resection (EOR) remains highly challenging. We developed and externally validated an explainable AI model to generate personalized EOR estimates in 811 glioblastoma patients undergoing microsurgical resection. EOR was categorized into gross-total (GTR), near-total (NTR), and subtotal resections (STR). An interpretable framework provided model explanations and sensitivity analyses to assess the model's strengths and limitations. To demonstrate clinical impact, we compared the performance of the human expert (gold standard) with our AI model and a combined human-AI approach. External validation confirmed generalizability (AUC 0.78, CI 0.73-0.82). Class-specific AUCs were 0.75 (0.67-0.82) for GTR, 0.59 (0.50-0.69) for NTR, and 0.69 (0.53-0.85) for STR. Key predictors included KPS and NANO scores, age, tumor volume, and unfavorable anatomical locations. A combined human-AI collaboration outperformed human experts, with higher overall accuracies (0.53 to 0.94), F1 scores (0.30 to 0.92), and Cohen's κ (0.41 to 0.84). Enhancing predictive performance through the clinician-AI collaboration, our explainable model supports preoperative planning and highlights the value of integrating machine intelligence into surgical decision-making.
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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 | 0,029 | 0,042 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| 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 ».