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Enregistrement W1975467353 · doi:10.1118/1.3298010

Assessment of image registration accuracy in three‐dimensional transrectal ultrasound guided prostate biopsy

2010· article· en· W1975467353 sur OpenAlexaff
Vaishali Karnik, Aaron Fenster, Jeff Bax, Derek W. Cool, Lori Gardi, Igor Gyacskov, Cesare Romagnoli, Aaron D. Ward

Notice bibliographique

RevueMedical Physics · 2010
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueProstate Cancer Diagnosis and Treatment
Établissements canadiensWestern University
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésImage registrationMedicineMedical imagingUltrasoundRadiologyProstateProstate biopsyMedical physicsArtificial intelligenceComputer scienceImage (mathematics)CancerInternal medicine

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

PURPOSE: Prostate biopsy, performed using two-dimensional (2D) transrectal ultrasound (TRUS) guidance, is the clinical standard for a definitive diagnosis of prostate cancer. Histological analysis of the biopsies can reveal cancerous, noncancerous, or suspicious, possibly precancerous, tissue. During subsequent biopsy sessions, noncancerous regions should be avoided, and suspicious regions should be precisely rebiopsied, requiring accurate needle guidance. It is challenging to precisely guide a needle using 2D TRUS due to the limited anatomic information provided, and a three-dimensional (3D) record of biopsy locations for use in subsequent biopsy procedures cannot be collected. Our tracked, 3D TRUS-guided prostate biopsy system provides additional anatomic context and permits a 3D record of biopsies. However, targets determined based on a previous biopsy procedure must be transformed during the procedure to compensate for intraprocedure prostate shifting due to patient motion and prostate deformation due to transducer probe pressure. Thus, registration is a critically important step required to determine these transformations so that correspondence is maintained between the prebiopsied image and the real-time image. Registration must not only be performed accurately, but also quickly, since correction for prostate motion and deformation must be carried out during the biopsy procedure. The authors evaluated the accuracy, variability, and speed of several surface-based and image-based intrasession 3D-to-3D TRUS image registration techniques, for both rigid and nonrigid cases, to find the required transformations. METHODS: Our surface-based rigid and nonrigid registrations of the prostate were performed using the iterative-closest-point algorithm and a thin-plate spline algorithm, respectively. For image-based rigid registration, the authors used a block matching approach, and for nonrigid registration, the authors define the moving image deformation using a regular, 3D grid of B-spline control points. The authors measured the target registration error (TRE) as the postregistration misalignment of 60 manually marked, corresponding intrinsic fiducials. The authors also measured the fiducial localization error (FLE), the effect of segmentation variability, and the effect of fiducial distance from the transducer probe tip. Lastly, the authors performed 3D principal component analysis (PCA) on the x, y, and z components of the TREs to examine the 95% confidence ellipsoids describing the errors for each registration method. RESULTS: Using surface-based registration, the authors found mean TREs of 2.13 +/- 0.80 and 2.09 +/- 0.77 mm for rigid and nonrigid techniques, respectively. Using image-based rigid and non-rigid registration, the authors found mean TREs of 1.74 +/- 0.84 and 1.50 +/- 0.83 mm, respectively. Our FLE was 0.21 mm and did not dominate the overall TRE. However, segmentation variability contributed substantially approximately50%) to the TRE of the surface-based techniques. PCA showed that the 95% confidence ellipsoid encompassing fiducial distances between the source and target registra- tion images was reduced from 3.05 to 0.14 cm3, and 0.05 cm3 for the surface-based and image-based techniques, respectively. The run times for both registration methods were comparable at less than 60 s. CONCLUSIONS: Our results compare favorably with a clinical need for a TRE of less than 2.5 mm, and suggest that image-based registration is superior to surface-based registration for 3D TRUS-guided prostate biopsies, since it does not require segmentation.

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)0,004
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: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,004
Score d'incertitude au seuil0,021

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0040,024
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,001
Bibliométrie0,0020,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,000
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 GPT0,335
Écart entre enseignants0,315 · 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'étudeExpérimental (laboratoire)
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

Citations76
Publié2010
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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