論文の概要: A Machine Learning Challenge for Prognostic Modelling in Head and Neck
Cancer Using Multi-modal Data
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2101.11935v1
- Date: Thu, 28 Jan 2021 11:20:34 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-13 11:49:14.761952
- Title: A Machine Learning Challenge for Prognostic Modelling in Head and Neck
Cancer Using Multi-modal Data
- Title(参考訳): 多モードデータを用いた頭頸部癌予後モデルのための機械学習チャレンジ
- Authors: Michal Kazmierski, Mattea Welch, Sejin Kim, Chris McIntosh, Princess
Margaret Head and Neck Cancer Group, Katrina Rey-McIntyre, Shao Hui Huang,
Tirth Patel, Tony Tadic, Michael Milosevic, Fei-Fei Liu, Andrew Hope, Scott
Bratman and Benjamin Haibe-Kains
- Abstract要約: 我々は,頭頸部癌における生存予測の精度向上を目的として,機関的機械学習挑戦を行った。
画像と臨床データを用いて,12種類の提出物を別々に,あるいは組み合わせて比較した。
勝利アプローチは臨床データと腫瘍容積の非線形マルチタスク学習を用い、2年間の生存予測において高い予後精度を達成した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.10651507097431492
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Accurate prognosis for an individual patient is a key component of precision
oncology. Recent advances in machine learning have enabled the development of
models using a wider range of data, including imaging. Radiomics aims to
extract quantitative predictive and prognostic biomarkers from routine medical
imaging, but evidence for computed tomography radiomics for prognosis remains
inconclusive. We have conducted an institutional machine learning challenge to
develop an accurate model for overall survival prediction in head and neck
cancer using clinical data etxracted from electronic medical records and
pre-treatment radiological images, as well as to evaluate the true added
benefit of radiomics for head and neck cancer prognosis. Using a large,
retrospective dataset of 2,552 patients and a rigorous evaluation framework, we
compared 12 different submissions using imaging and clinical data, separately
or in combination. The winning approach used non-linear, multitask learning on
clinical data and tumour volume, achieving high prognostic accuracy for 2-year
and lifetime survival prediction and outperforming models relying on clinical
data only, engineered radiomics and deep learning. Combining all submissions in
an ensemble model resulted in improved accuracy, with the highest gain from a
image-based deep learning model. Our results show the potential of machine
learning and simple, informative prognostic factors in combination with large
datasets as a tool to guide personalized cancer care.
- Abstract(参考訳): 個々の患者の正確な予後は、精密腫瘍学の重要な要素である。
機械学習の最近の進歩により、イメージングを含む幅広いデータを用いたモデルの開発が可能になった。
放射線医学は、日常的な医療画像から定量的な予測と予後のバイオマーカーを抽出することを目的としている。
本研究は, 頭頸部癌における全身生存予測の精度を, 電子カルテおよび放射線治療前画像から抽出した臨床データを用いて評価し, 頭頸部癌予後に対する放射線治療の真に付加されたメリットを評価するために, 機関的機械学習挑戦を行った。
2,552人の患者の大規模なふりかえりデータセットと厳密な評価フレームワークを用いて,画像と臨床データを用いて,別々に,あるいは組み合わせて12種類の投稿を比較した。
勝利のアプローチは、臨床データと腫瘍体積の非線形マルチタスク学習を使用し、2年間の予後予測と生存率予測と臨床データのみに依存するモデル、工学的放射線工学、深層学習を高い精度で達成した。
すべての入力をアンサンブルモデルに組み合わせることで精度が向上し、画像ベースのディープラーニングモデルから最も高いゲインを得た。
以上の結果から, パーソナライズされたがんケアをガイドするツールとして, 大規模データセットと組み合わせることで, 機械学習の可能性を示唆した。
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