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Enregistrement W1973884420 · doi:10.1118/1.3560428

Analysis of Fourier‐domain task‐based detectability index in tomosynthesis and cone‐beam CT in relation to human observer performance

2011· article· en· W1973884420 sur OpenAlexaff
Grace J. Gang, Junghoon Lee, J. Webster Stayman, Daniel J. Tward, Wojciech Zbijewski, Jerry L. Prince, Jeffrey H. Siewerdsen

Notice bibliographique

RevueMedical Physics · 2011
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueDigital Radiography and Breast Imaging
Établissements canadiensUniversity of Toronto
Organismes subventionnairesNational Cancer InstituteJohns Hopkins UniversityNational Institutes of HealthHarvard University
Mots-clésTomosynthesisImaging phantomObserver (physics)Cone beam computed tomographyNoise (video)DetectorComputer scienceMathematicsOpticsArtificial intelligenceComputer visionPhysicsMammography

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

PURPOSE: Design and optimization of medical imaging systems benefit from accurate theoretical modeling that identifies the physical factors governing image quality, particularly in the early stages of system development. This work extends Fourier metrics of imaging performance and detectability index (d') to tomosynthesis and cone-beam CT (CBCT) and investigates the extent to which d' is a valid descriptor of task-based imaging performance as assessed by human observers, METHODS: The detectability index for tasks presented in 2D slices (d'(slice)) was derived from 3D cascaded systems analysis of tomosynthesis and CBCT. Anatomical background noise measured in a physical phantom presenting power-law spectral density was incorporated in the "generalized" noise-equivalent quanta. Theoretical calculations of d'(slice) were performed as a function of total angular extent (theta(tot)) of source-detector orbit ranging 10 degrees - 360 degrees under two acquisition schemes: (i) Constant angular separation between projections (constant-delta theta), giving variable number of projections (N(proj)) and dose vs theta(tot) and (ii) constant number of projections (constant-N(proj)), giving constant dose (but variable angular sampling) with theta(tot). Five simple observer models were investigated: Prewhitening (PW), prewhitening with eye filter and internal noise (PWEi), nonprewhitening (NPW), nonprewhitening with eye filter (NPWE), and nonprewhitening with eye filter and internal noise (NPWEi). Human observer performance was measured in 9AFC tests for five simple imaging tasks presented within uniform and power-law clutter backgrounds. Measurements (from 9AFC tests) and theoretical calculations (from cascaded systems analysis of d'(slice)) were compared in terms of area under the ROC curve (A(z)) RESULTS: Reasonable correspondence between theoretical calculations and human observer performance was achieved for all imaging tasks over the broad range of experimental conditions and acquisition schemes. The PW and PWEi observer models tended to overestimate detectability, while the various NPW models predicted observer performance fairly well, with NPWEi giving the best overall agreement. Detectability was shown to increase with theta(tot) due to the reduction of out-of-plane clutter, reaching a plateau after a particular theta(tot) that depended on the imaging task. Depending on the acquisition scheme, however (i.e., constant-N(proj) or delta theta), detectability was seen in some cases to decline at higher theta(tot) due to tradeoffs among quantum noise, background clutter, and view sampling. CONCLUSIONS: Generalized detectability index derived from a 3D cascaded systems model shows reasonable correspondence with human observer performance over a fairly broad range of imaging tasks and conditions, although discrepancies were observed in cases relating to orbits intermediate to 180 degrees and 360 degrees. The basic correspondence of theoretical and measured performance supports the application of such a theoretical framework for system design and optimization of tomosynthesis and CBCT.

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 machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,003
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,024
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,003
Score d'incertitude au seuil0,015

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0030,024
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0010,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

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 Opus0,022
Tête enseignante GPT0,253
Écart entre enseignants0,231 · 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

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

En bref

Citations127
Publié2011
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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