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Enregistrement W4417539435 · doi:10.59275/j.melba.2025-6838

Exploring Fairness and Performance Drivers Across State-of-the-Art Pulmonary Nodule Detection Algorithms

2025· article· en· W4417539435 sur OpenAlex

Pourquoi ce travail est dans la base

Une base qui oublie comment elle a trouvé un travail ne peut pas être vérifiée. Voici les voies qui ont admis celui-ci.

affAu moins un auteur déclare une institution canadienne dans l'instantané OpenAlex épinglé.

Notice bibliographique

RevueThe Journal of Machine Learning for Biomedical Imaging · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueLung Cancer Diagnosis and Treatment
Établissements canadiensUniversity of British Columbia
Organismes subventionnairesMedical Research CouncilStand Up To CancerCRUK Lung Cancer Centre of ExcellenceUK Regenerative Medicine PlatformUniversity College LondonNational Institute for Health and Care ResearchCancer Research UKLUNGevity FoundationWellcome TrustF. Hoffmann-La RocheMicrosoft ResearchUniversity College London Hospitals NHS Foundation TrustRosetrees TrustRoy Castle Lung Cancer FoundationGilead SciencesAmerican Association for Cancer ResearchAstraZenecaGlaxoSmithKline
Mots-clésLung cancer screeningNodule (geology)Discriminative modelNational Lung Screening TrialLung cancerAsymptomaticComputed tomographyCancer detection

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Lung cancer is the leading cause of cancer-related deaths in the UK. Its high mortality rate is primarily due to its asymptomatic nature in the early stages, leading to late-stage diagnoses. However, effective early detection methods, such as Low-Dose Computed Tomography (LDCT), and treatments for early-stage disease make lung cancer an ideal candidate for screening. The UK Government aims to implement a national lung cancer screening programme targeting high-risk populations by 2029. This will significantly increase the workload on an already stretched radiology workforce, driving the adoption of computer-aided detection (CADe) systems to support radiologists. The datasets used to train these algorithms are typically drawn from previous lung cancer screening trials and studies (National Lung Screening Trial Research Team (2011); de Koning (2020)), which often lack balanced representation of protected groups, such as sex and ethnicity. This project examines whether training nodule detection algorithms on low-dose computed tomography (LDCT) scans from a London-based lung screening study, where these groups are typically under-represented, affects algorithm performance for under-represented categories. Our results indicate that overall performance remains equitable across all categories, even when trained on unbalanced datasets. The discriminative performance of deep learning-based pulmonary nodule detection algorithms is primarily driven by the composition of the dataset, specifically, the relative proportion of nodule types and sizes, rather than by protected attributes such as sex or ethnic group. The features learned from the nodules themselves drive detection outcomes, meaning that in populations where the prevalent nodule characteristics closely match the training data, performance is likely to be strong. While this study found no demographic disparities for nodule detection, there is no guarantee that this will be true across all populations, particularly those in populations where cancer risk predominates within different nodule distributions. This study provides an early assessment of performance variations of deep learning models across under-represented groups within a standard lung cancer screening dataset. While previous research has focused on improving how well nodule detection algorithms identify pulmonary nodules, this study uniquely focuses on demographic performance disparities and the impact of training data composition and algorithm design on model generalisability. The findings highlight critical considerations for the deployment of CADe systems in lung cancer screening, ensuring equitable performance across diverse patient populations. Our code is available at <a href='https://github.com/johnmccabe44/fairness-in-nodule-detection'>https://github.com/johnmccabe44/fairness-in-nodule-detection</a>

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.

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Autre devis · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,840
Score d'incertitude au seuil0,239

Scores Codex et Gemma par catégorie

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

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 Opus0,017
Tête enseignante GPT0,291
Écart entre enseignants0,274 · 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