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Erschienen in: Gastric Cancer 4/2021

23.01.2021 | Original Article

Deep learning system for lymph node quantification and metastatic cancer identification from whole-slide pathology images

verfasst von: Yajie Hu, Feng Su, Kun Dong, Xinyu Wang, Xinya Zhao, Yumeng Jiang, Jianming Li, Jiafu Ji, Yu Sun

Erschienen in: Gastric Cancer | Ausgabe 4/2021

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Abstract

Background

Traditional diagnosis methods for lymph node metastases are labor-intensive and time-consuming. As a result, diagnostic systems based on deep learning (DL) algorithms have become a hot topic. However, current research lacks testing with sufficient data to verify performance. The aim of this study was to develop and test a deep learning system capable of identifying lymph node metastases.

Methods

921 whole-slide images of lymph nodes were divided into two cohorts: training and testing. For lymph node quantification, we combined Faster RCNN and DeepLab as a cascade DL algorithm to detect regions of interest. For metastatic cancer identification, we fused Xception and DenseNet-121 models and extracted features. Prospective testing to verify the performance of the diagnostic system was performed using 327 unlabeled images. We further validated the proposed system using Positive Predictive Value (PPV) and Negative Predictive Value (NPV) criteria.

Results

We developed a DL-based system capable of automated quantification and identification of metastatic lymph nodes. The accuracy of lymph node quantification was shown to be 97.13%. The PPV of the combined Xception and DenseNet-121 model was 93.53%, and the NPV was 97.99%. Our experimental results show that the differentiation level of metastatic cancer affects the recognition performance.

Conclusions

The diagnostic system we established reached a high level of efficiency and accuracy of lymph node diagnosis. This system could potentially be implemented into clinical workflow to assist pathologists in making a preliminary screening for lymph node metastases in gastric cancer patients.
Literatur
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Metadaten
Titel
Deep learning system for lymph node quantification and metastatic cancer identification from whole-slide pathology images
verfasst von
Yajie Hu
Feng Su
Kun Dong
Xinyu Wang
Xinya Zhao
Yumeng Jiang
Jianming Li
Jiafu Ji
Yu Sun
Publikationsdatum
23.01.2021
Verlag
Springer Singapore
Erschienen in
Gastric Cancer / Ausgabe 4/2021
Print ISSN: 1436-3291
Elektronische ISSN: 1436-3305
DOI
https://doi.org/10.1007/s10120-021-01158-9

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