Domain-specific transfer learning in the automated scoring of tumor-stroma ratio from histopathological images of colorectal cancer
Julkaisuvuosi
2023
Tekijät
Petäinen, Liisa; Väyrynen, Juha P.; Ruusuvuori, Pekka; Pölönen, Ilkka; Äyrämö, Sami; Kuopio, Teijo;
Tiivistelmä
Tumor-stroma ratio (TSR) is a prognostic factor for many types of solid tumors. In this study, we propose a method for automated estimation of TSR from histopathological images of colorectal cancer. The method is based on convolutional neural networks which were trained to classify colorectal cancer tissue in hematoxylin-eosin stained samples into three classes: stroma, tumor and other. The models were trained using a data set that consists of 1343 whole slide images. Three different training setups were applied with a transfer learning approach using domain-specific data i.e. an external colorectal cancer histopathological data set. The three most accurate models were chosen as a classifier, TSR values were predicted and the results were compared to a visual TSR estimation made by a pathologist. The results suggest that classification accuracy does not improve when domain-specific data are used in the pre-training of the convolutional neural network models in the task at hand. Classification accuracy for stroma, tumor and other reached 96.1% on an independent test set. Among the three classes the best model gained the highest accuracy (99.3%) for class tumor. When TSR was predicted with the best model, the correlation between the predicted values and values estimated by an experienced pathologist was 0.57. Further research is needed to study associations between computationally predicted TSR values and other clinicopathological factors of colorectal cancer and the overall survival of the patients.
Näytä enemmänOrganisaatiot ja tekijät
Tampereen yliopisto
Ruusuvuori Pekka
Turun yliopisto
Ruusuvuori Pekka
Julkaisutyyppi
Julkaisumuoto
Artikkeli
Emojulkaisun tyyppi
Lehti
Artikkelin tyyppi
Alkuperäisartikkeli
Yleisö
TieteellinenVertaisarvioitu
VertaisarvioituOKM:n julkaisutyyppiluokitus
A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessäJulkaisukanavan tiedot
Lehti
Kustantaja
Volyymi
18
Numero
5
Artikkelinumero
e0286270
ISSN
Julkaisufoorumi
Julkaisufoorumitaso
1
Avoin saatavuus
Avoin saatavuus kustantajan palvelussa
Kyllä
Julkaisukanavan avoin saatavuus
Kokonaan avoin julkaisukanava
Kustantajan version lisenssi
CC BY
Rinnakkaistallennettu
Kyllä
Rinnakkaistallenteen lisenssi
CC BY
Avoimen saatavuuden kirjoittajamaksu €
1717
Muut tiedot
Tieteenalat
Tietojenkäsittely ja informaatiotieteet; Lääketieteen bioteknologia; Syöpätaudit; Terveystiede
Avainsanat
ennusteet; koneoppiminen; neuroverkot; suolistosyövät; syöpätaudit
Julkaisumaa
Yhdysvallat (USA)
Kustantajan kansainvälisyys
Kansainvälinen
Kieli
englanti
Kansainvälinen yhteisjulkaisu
Ei
Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa
Ei
DOI
10.1371/journal.pone.0286270
Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen
Kyllä