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Enregistrement W1972951903 · doi:10.1118/1.3615058

Development of a dynamic flow imaging phantom for dynamic contrast‐enhanced CT

2011· article· en· W1972951903 sur OpenAlexafffund
Brandon Driscoll, H. Keller, Catherine Coolens

Notice bibliographique

RevueMedical Physics · 2011
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueAdvanced MRI Techniques and Applications
Établissements canadiensPrincess Margaret Cancer Centre
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of Canada
Mots-clésImaging phantomReproducibilityComputer scienceMedical imagingDynamic imagingBiomedical engineeringPerfusion scanningNuclear medicineImage processingPerfusionComputer visionArtificial intelligenceMathematicsMedicineRadiologyDigital image processingImage (mathematics)

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

PURPOSE: Dynamic contrast enhanced CT (DCE-CT) studies with modeling of blood flow and tissue perfusion are becoming more prevalent in the clinic, with advances in wide volume CT scanners allowing the imaging of an entire organ with sub-second image frequency and sub-millimeter accuracy. Wide-spread implementation of perfusion DCE-CT, however, is pending fundamental validation of the quantitative parameters that result from dynamic contrast imaging and perfusion modeling. Therefore, the goal of this work was to design and construct a novel dynamic flow imaging phantom capable of producing typical clinical time-attenuation curves (TACs) with the purpose of developing a framework for the quantification and validation of DCE-CT measurements and kinetic modeling under realistic flow conditions. METHODS: The phantom is based on a simple two-compartment model and was printed using a 3D printer. Initial analysis of the phantom involved simple flow measurements and progressed to DCE-CT experiments in order to test the phantoms range and reproducibility. The phantom was then utilized to generate realistic input TACs. A phantom prediction model was developed to compute the input and output TACs based on a given set of five experimental (control) parameters: pump flow rate, injection pump flow rate, injection contrast concentration, and both control valve positions. The prediction model is then inversely applied to determine the control parameters necessary to generate a set of desired input and output TACs. A protocol was developed and performed using the phantom to investigate image noise, partial volume effects and CT number accuracy under realistic flow conditions. RESULTS: This phantom and its surrounding flow system are capable of creating a wide range of physiologically relevant TACs, which are reproducible with minimal error between experiments (sigma/micro < 5% for all metrics investigated). The dynamic flow phantom was capable of producing input and output TACs using either step function based or typical clinical arterial input function (AIF) inputs. The measured TACs were in excellent agreement with predictions across all comparison metrics with goodness of fit (R2) for the input function between 0.95 and 0.98, while the maximum enhancement differed by no more than 3.3%. The predicted output functions were similarly accurate producing R2 values between 0.92 and 0.99 and maximum enhancement to within 9.0%. The effect of ROI size on the arterial input function (AIF) was investigated in order to determine an operating range of ROI sizes which were minimally affected by noise for small dimensions and partial volume effects for large dimensions. It was possible to establish the measurement sensitivity of both the Toshiba (ROI radius range from 1.5 to 3.2 mm "low dose", 1.4 to 3.0 mm "high dose") and GE scanner (1.5 to 2.6 mm "low dose", 1.1 to 3.4 mm "high dose"). This application of the phantom also provides the ability to evaluate the effect of the AIF error on kinetic model parameter predictions. CONCLUSIONS: The dynamic flow imaging phantom is capable of producing accurate and reproducible results which can be predicted and quantified. This results in a unique tool for perfusion DCE-CT validation under realistic flow conditions which can be applied not only to compare different CT scanners and imaging protocols but also to provide a ground truth across multimodality dynamic imaging given its MRI and PET compatibility.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Autre devis · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,965
Score d'incertitude au seuil0,420

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,019
Tête enseignante GPT0,326
Écart entre enseignants0,307 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeAutre devis
Domainenon disponible
GenreMéthodes

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations48
Publié2011
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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