undefined

Improving Performance in Colorectal Cancer Histology Decomposition using Deep and Ensemble Machine Learning

Julkaisuvuosi

2024

Tekijät

Prezja, Fabi; Annala, Leevi; Kiiskinen, Sampsa; Lahtinen, Suvi; Ojala, Timo; Ruusuvuori, Pekka; Kuopio, Teijo

Tiivistelmä

In routine colorectal cancer management, histologic samples stained with hematoxylin and eosin are commonly used. Nonetheless, their potential for defining objective biomarkers for patient stratification and treatment selection is still being explored. The current gold standard relies on expensive and time-consuming genetic tests. However, recent research highlights the potential of convolutional neural networks (CNNs) to facilitate the extraction of clinically relevant biomarkers from these readily available images. These CNN-based biomarkers can predict patient outcomes comparably to golden standards, with the added advantages of speed, automation, and minimal cost. The predictive potential of CNN-based biomarkers fundamentally relies on the ability of CNNs to accurately classify diverse tissue types from whole slide microscope images. Consequently, enhancing the accuracy of tissue class decomposition is critical to amplifying the prognostic potential of imaging-based biomarkers. This study introduces a hybrid deep transfer learning and ensemble machine learning model that improves upon previous approaches, including a transformer and neural architecture search baseline for this task.We employed a pairing of the EfficientNetV2 architecture with a random forest classification head. Our model achieved 96.74% accuracy (95% CI: 96.3%-97.1%) on the external test set and 99.89% on the internal test set. Recognizing the potential of these models in the task, we have made them publicly available.
Näytä enemmän

Organisaatiot ja tekijät

Jyväskylän yliopisto

Prezja Fabi

Kiiskinen Sampsa

Kuopio Teijo Orcid -palvelun logo

Ojala Timo

Helsingin yliopisto

Annala Leevi

Turun yliopisto

Ruusuvuori Pekka

Julkaisutyyppi

Julkaisumuoto

Artikkeli

Emojulkaisun tyyppi

Lehti

Artikkelin tyyppi

Alkuperäisartikkeli

Yleisö

Tieteellinen

Vertaisarvioitu

Vertaisarvioitu

OKM:n julkaisutyyppiluokitus

A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

Julkaisukanavan tiedot

Emojulkaisun nimi

Heliyon

Kustantaja

Elsevier

Volyymi

10

Numero

18

Artikkelinumero

e37561

Julkaisu­foorumi

84134

Julkaisufoorumitaso

1

Avoin saatavuus

Avoin saatavuus kustantajan palvelussa

Kyllä

Julkaisukanavan avoin saatavuus

Kokonaan avoin julkaisukanava

Rinnakkaistallennettu

Kyllä

Avoimen saatavuuden kirjoittajamaksu €

1640

Avoimen saatavuuden kirjoittajamaksun vuosi

2025

Muut tiedot

Tieteenalat

Tietojenkäsittely ja informaatiotieteet; Syöpätaudit

Avainsanat

[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Julkaisumaa

Yhdistynyt kuningaskunta

Kustantajan kansainvälisyys

Kansainvälinen

Kieli

englanti

Kansainvälinen yhteisjulkaisu

Ei

Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa

Ei

DOI

10.1016/j.heliyon.2024.e37561

Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen

Kyllä