《電子技術(shù)應(yīng)用》
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機(jī)器學(xué)習(xí)模型在醫(yī)療行業(yè)的應(yīng)用可以更好的識(shí)別肺癌

2019-12-02
來(lái)源:電子發(fā)燒友

  研究人員在達(dá)特茅斯-希契科克醫(yī)療中心 已經(jīng)創(chuàng)建了分類(lèi)肺癌幻燈片同樣三個(gè)病理學(xué)家發(fā)表在科學(xué)報(bào)告的一項(xiàng)小型研究如何做一個(gè)深刻的學(xué)習(xí)模式。該模型自動(dòng)對(duì)肺癌樣本中的組織學(xué)類(lèi)型進(jìn)行分類(lèi),以幫助醫(yī)生快速確定最適合患者的治療方法。研究人員已經(jīng)在系統(tǒng)上產(chǎn)生了早期的證實(shí)數(shù)據(jù),現(xiàn)在計(jì)劃在其他醫(yī)療中心的臨床環(huán)境中對(duì)該技術(shù)進(jìn)行測(cè)試。

  研究人員在達(dá)特茅斯-希契科克醫(yī)療中心 已經(jīng)創(chuàng)建了分類(lèi)肺癌幻燈片同樣三個(gè)病理學(xué)家發(fā)表在科學(xué)報(bào)告的一項(xiàng)小型研究如何做一個(gè)深刻的學(xué)習(xí)模式。該模型自動(dòng)對(duì)肺癌樣本中的組織學(xué)類(lèi)型進(jìn)行分類(lèi),以幫助醫(yī)生快速確定最適合患者的治療方法。研究人員已經(jīng)在系統(tǒng)上產(chǎn)生了早期的證實(shí)數(shù)據(jù),現(xiàn)在計(jì)劃在其他醫(yī)療中心的臨床環(huán)境中對(duì)該技術(shù)進(jìn)行測(cè)試。

  肺癌的組織學(xué)模式分類(lèi)是治療途徑中關(guān)鍵但棘手的步驟。預(yù)后,生存和治療均與分類(lèi)有關(guān)。然而,定性評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)和具有多種組織學(xué)模式的個(gè)體患者的優(yōu)勢(shì)使得很難對(duì)樣本進(jìn)行分類(lèi),這可能導(dǎo)致病理學(xué)家之間存在很大分歧。

  一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),肺部病理學(xué)家之間的一致程度達(dá)到中度至良好水平,對(duì)kappa評(píng)分的衡量標(biāo)準(zhǔn)為從0(表示不達(dá)成一致)到1(表示絕對(duì)一致)。在那項(xiàng)研究中,卡帕得分高達(dá)0.72,但對(duì)疑難病例的其他評(píng)估得出的結(jié)果卻低至0.24,這表明審查幻燈片的專(zhuān)業(yè)肺部病理學(xué)家之間幾乎沒(méi)有一致意見(jiàn)。

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  達(dá)特茅斯(Dartmouth)團(tuán)隊(duì)最近評(píng)估了深度學(xué)習(xí)模型是否可以幫助推動(dòng)該領(lǐng)域的發(fā)展。該模型使用設(shè)計(jì)為學(xué)會(huì)識(shí)別癌細(xì)胞區(qū)域并匯總這些分類(lèi)以推斷載玻片上存在的組織學(xué)模式的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。在對(duì)279張全幻燈片圖像進(jìn)行訓(xùn)練和開(kāi)發(fā)后,該團(tuán)隊(duì)在同一醫(yī)療中心拍攝的143張幻燈片上對(duì)其進(jìn)行了測(cè)試。該模型的Kappa得分為0.525,與三位病理學(xué)家對(duì)主要模式進(jìn)行分類(lèi)的一致性為66.6%。在三位病理學(xué)家中,這一數(shù)字略低,分別為0.485和62.7%。

  研究結(jié)果使研究人員得出結(jié)論,該模型“在統(tǒng)計(jì)學(xué)上與病理學(xué)家在所有評(píng)估指標(biāo)上均相媲美”。由于該模型可以快速產(chǎn)生結(jié)果,因此研究人員認(rèn)為可以將其集成到實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)中,并提出模式診斷,或者根據(jù)模型的分析自動(dòng)觸發(fā)基因測(cè)試請(qǐng)求。

  為了完全兌現(xiàn)這一諾言,研究人員將需要證明該模型在測(cè)試環(huán)境之外有效。值得注意的是,培訓(xùn)和測(cè)試使用了來(lái)自單個(gè)醫(yī)療中心的圖像。先前的研究表明,將該模型應(yīng)用于其他設(shè)施捕獲的圖像時(shí),效果可能較差。達(dá)特茅斯大學(xué)的研究人員已將其他團(tuán)隊(duì)定位在外,以通過(guò)公開(kāi)發(fā)布代碼來(lái)找出模型在外部數(shù)據(jù)集上的表現(xiàn)。肺癌的組織學(xué)模式分類(lèi)是治療途徑中關(guān)鍵但棘手的步驟。預(yù)后,生存和治療均與分類(lèi)有關(guān)。

  然而,定性評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)和具有多種組織學(xué)模式的個(gè)體患者的優(yōu)勢(shì)使得很難對(duì)樣本進(jìn)行分類(lèi),這可能導(dǎo)致病理學(xué)家之間存在很大分歧。一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),肺部病理學(xué)家之間的一致程度達(dá)到中度至良好水平,對(duì)kappa評(píng)分的衡量標(biāo)準(zhǔn)為從0(表示不達(dá)成一致)到1(表示絕對(duì)一致)。在那項(xiàng)研究中,卡帕得分高達(dá)0.72,但對(duì)疑難病例的其他評(píng)估得出的結(jié)果卻低至0.24,這表明審查幻燈片的專(zhuān)業(yè)肺部病理學(xué)家之間幾乎沒(méi)有一致意見(jiàn)。

  達(dá)特茅斯(Dartmouth)團(tuán)隊(duì)最近評(píng)估了深度學(xué)習(xí)模型是否可以幫助推動(dòng)該領(lǐng)域的發(fā)展。該模型使用設(shè)計(jì)為學(xué)會(huì)識(shí)別癌細(xì)胞區(qū)域并匯總這些分類(lèi)以推斷載玻片上存在的組織學(xué)模式的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。在對(duì)279張全幻燈片圖像進(jìn)行訓(xùn)練和開(kāi)發(fā)后,該團(tuán)隊(duì)在同一醫(yī)療中心拍攝的143張幻燈片上對(duì)其進(jìn)行了測(cè)試。該模型的Kappa得分為0.525,與三位病理學(xué)家對(duì)主要模式進(jìn)行分類(lèi)的一致性為66.6%。在三位病理學(xué)家中,這一數(shù)字略低,分別為0.485和62.7%。

  研究結(jié)果使研究人員得出結(jié)論,該模型“在統(tǒng)計(jì)學(xué)上與病理學(xué)家在所有評(píng)估指標(biāo)上均相媲美”。由于該模型可以快速產(chǎn)生結(jié)果,因此研究人員認(rèn)為可以將其集成到實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)中,并提出模式診斷,或者根據(jù)模型的分析自動(dòng)觸發(fā)基因測(cè)試請(qǐng)求。

  為了完全兌現(xiàn)這一諾言,研究人員將需要證明該模型在測(cè)試環(huán)境之外有效。值得注意的是,培訓(xùn)和測(cè)試使用了來(lái)自單個(gè)醫(yī)療中心的圖像。先前的研究表明,將該模型應(yīng)用于其他設(shè)施捕獲的圖像時(shí),效果可能較差。達(dá)特茅斯大學(xué)的研究人員已將其他團(tuán)隊(duì)定位在外,以通過(guò)公開(kāi)發(fā)布代碼來(lái)找出模型在外部數(shù)據(jù)集上的表現(xiàn)。


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