論文の概要: Experts' cognition-driven ensemble deep learning for external validation of predicting pathological complete response to neoadjuvant chemotherapy from histological images in breast cancer
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.10805v2
- Date: Mon, 11 Nov 2024 09:23:38 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-12 14:03:26.997668
- Title: Experts' cognition-driven ensemble deep learning for external validation of predicting pathological complete response to neoadjuvant chemotherapy from histological images in breast cancer
- Title(参考訳): 乳がんの病理組織像からの新しいアジュバント化学療法に対する病理学的完全反応を予測するためのエキスパートの認識駆動型深層学習
- Authors: Yongquan Yang, Fengling Li, Yani Wei, Yuanyuan Zhao, Jing Fu, Xiuli Xiao, Hong Bu,
- Abstract要約: 専門家の認知駆動型アンサンブル深層学習(ECDEDL)アプローチを提案する。
ECDEDLは乳癌の組織像からNACへのpCR予測に極めて有効であった。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 3.811184252495269
- License:
- Abstract: In breast cancer, neoadjuvant chemotherapy (NAC) provides a standard treatment option for patients who have locally advanced cancer and some large operable tumors. A patient will have better prognosis when he has achieved a pathological complete response (pCR) with the treatment of NAC. There has been a trend to directly predict pCR to NAC from histological images based on deep learning (DL). However, the DL-based predictive models numerically have better performances in internal validation than in external validation. In this paper, we aim to alleviate this situation with an intrinsic approach. We propose an experts' cognition-driven ensemble deep learning (ECDEDL) approach. Taking the cognition of both pathology and artificial intelligence experts into consideration to improve the generalization of the predictive model to the external validation, ECDEDL can intrinsically approximate the working paradigm of a human being which will refer to his various working experiences to make decisions. ECDEDL was validated with 695 WSIs collected from the same center as the primary dataset to develop the predictive model and perform the internal validation, and was also validated with 340 WSIs collected from other three centers as the external dataset to perform the external validation. In external validation, ECDEDL improves the AUCs of pCR prediction from 61.52(59.80-63.26) to 67.75(66.74-68.80) and the Accuracies of pCR prediction from 56.09(49.39-62.79) to 71.01(69.44-72.58). ECDEDL was quite effective for external validation of predicting pCR to NAC from histological images in breast cancer, numerically approximating the internal validation.
- Abstract(参考訳): 乳がんでは、ネオアジュバント化学療法(NAC)は、局所進行癌といくつかの大きな手術性腫瘍を有する患者に対して、標準的な治療法を提供する。
病理学的完全反応 (pCR) をNACの治療で達成し, 予後は良好である。
深層学習(DL)に基づく組織像からNACへのpCRを直接予測する傾向がみられた。
しかし、DLに基づく予測モデルは、外部の検証よりも内部の検証において性能が優れている。
本稿では,本質的なアプローチでこの状況を緩和することを目的とする。
専門家の認知駆動型アンサンブル深層学習(ECDEDL)アプローチを提案する。
病理学と人工知能の専門家の両方の認識を外部検証への予測モデルの一般化の改善に向け、ECDEDLは、彼の様々な作業経験を参照して意思決定を行う人間の作業パラダイムを本質的に近似することができる。
ECDEDLは、プライマリデータセットと同じ中心から収集された695個のWSIで検証され、予測モデルを開発し、内部検証を行い、外部検証を行うために他の3つの中心から収集された340個のWSIで検証された。
外部検証では、ECDEDLはpCR予測のAUCを61.52(59.80-63.26)から67.75(66.74-68.80)に改善し、pCR予測の精度は56.09(49.39-62.79)から71.01(69.44-72.58)に改善した。
ECDEDLは乳癌の組織像からNACへのpCRの予測に極めて有効であり,内部の妥当性を数値的に評価した。
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