Treatment approaches for colorectal cancer (CRC) are highly dependent on the molecular subtype, as immunotherapy has shown efficacy in cases with microsatellite instability (MSI) but is ineffective for the microsatellite stable (MSS) subtype. There is promising potential in utilizing deep neural networks (DNNs) to automate the differentiation of CRC subtypes by analyzing Hematoxylin and Eosin (H\&E) stained whole-slide images (WSIs). Due to the extensive size of WSIs, Multiple Instance Learning (MIL) techniques are typically explored. However, existing MIL methods focus on identifying the most representative image patches for classification, which may result in the loss of critical information. Additionally, these methods often overlook clinically relevant information, like the tendency for MSI class tumors to predominantly occur on the proximal (right side) colon. We introduce `CIMIL-CRC', a DNN framework that: 1) solves the MSI/MSS MIL problem by efficiently combining a pre-trained feature extraction model with principal component analysis (PCA) to aggregate information from all patches, and 2) integrates clinical priors, particularly the tumor location within the colon, into the model to enhance patient-level classification accuracy. We assessed our CIMIL-CRC method using the average area under the curve (AUC) from a 5-fold cross-validation experimental setup for model development on the TCGA-CRC-DX cohort, contrasting it with a baseline patch-level classification, MIL-only approach, and Clinically-informed patch-level classification approach. Our CIMIL-CRC outperformed all methods (AUROC: $0.92\pm0.002$ (95\% CI 0.91-0.92), vs. $0.79\pm0.02$ (95\% CI 0.76-0.82), $0.86\pm0.01$ (95\% CI 0.85-0.88), and $0.87\pm0.01$ (95\% CI 0.86-0.88), respectively). The improvement was statistically significant.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
53+阅读 · 2020年3月16日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
28+阅读 · 2019年10月18日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
151+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
灾难性遗忘问题新视角:迁移-干扰平衡
CreateAMind
17+阅读 · 2019年7月6日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年5月29日
论文浅尝 | 利用 RNN 和 CNN 构建基于 FreeBase 的问答系统
开放知识图谱
11+阅读 · 2018年4月25日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关资讯
灾难性遗忘问题新视角:迁移-干扰平衡
CreateAMind
17+阅读 · 2019年7月6日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年5月29日
论文浅尝 | 利用 RNN 和 CNN 构建基于 FreeBase 的问答系统
开放知识图谱
11+阅读 · 2018年4月25日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员