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Enregistrement W2023392183 · doi:10.1118/1.3223631

Demons deformable registration for CBCT‐guided procedures in the head and neck: Convergence and accuracy

2009· article· en· W2023392183 sur OpenAlexaff
S. Nithiananthan, Kristy K. Brock, Michael J. Daly, Harley Chan, Jonathan C. Irish, Jeffrey H. Siewerdsen

Notice bibliographique

RevueMedical Physics · 2009
Typearticle
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueMedical Image Segmentation Techniques
Établissements canadiensUniversity Health NetworkPrincess Margaret Cancer CentreOntario Institute for Cancer ResearchUniversity of Toronto
Organismes subventionnairesNational Cancer InstituteNational Institutes of Health
Mots-clésImage registrationComputer scienceRobustness (evolution)Artificial intelligenceComputer visionCadaverCone beam computed tomographyConvergence (economics)Medical imagingAlgorithmMedicineComputed tomographyImage (mathematics)RadiologySurgery

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

PURPOSE: The accuracy and convergence behavior of a variant of the Demons deformable registration algorithm were investigated for use in cone-beam CT (CBCT)-guided procedures of the head and neck. Online use of deformable registration for guidance of therapeutic procedures such as image-guided surgery or radiation therapy places trade-offs on accuracy and computational expense. This work describes a convergence criterion for Demons registration developed to balance these demands; the accuracy of a multiscale Demons implementation using this convergence criterion is quantified in CBCT images of the head and neck. METHODS: Using an open-source "symmetric" Demons registration algorithm, a convergence criterion based on the change in the deformation field between iterations was developed to advance among multiple levels of a multiscale image pyramid in a manner that optimized accuracy and computation time. The convergence criterion was optimized in cadaver studies involving CBCT images acquired using a surgical C-arm prototype modified for 3D intraoperative imaging. CBCT-to-CBCT registration was performed and accuracy was quantified in terms of the normalized cross-correlation (NCC) and target registration error (TRE). The accuracy and robustness of the algorithm were then tested in clinical CBCT images of ten patients undergoing radiation therapy of the head and neck. RESULTS: The cadaver model allowed optimization of the convergence factor and initial measurements of registration accuracy: Demons registration exhibited TRE=(0.8+/-0.3) mm and NCC =0.99 in the cadaveric head compared to TRE=(2.6+/-1.0) mm and NCC=0.93 with rigid registration. Similarly for the patient data, Demons registration gave mean TRE=(1.6+/-0.9) mm compared to rigid registration TRE=(3.6+/-1.9) mm, suggesting registration accuracy at or near the voxel size of the patient images (1 x 1 x 2 mm3). The multiscale implementation based on optimal convergence criteria completed registration in 52 s for the cadaveric head and in an average time of 270 s for the larger FOV patient images. CONCLUSIONS: Appropriate selection of convergence and multiscale parameters in Demons registration was shown to reduce computational expense without sacrificing registration performance. For intraoperative CBCT imaging with deformable registration, the ability to perform accurate registration within the stringent time requirements of the operating environment could offer a useful clinical tool allowing integration of preoperative information while accurately reflecting changes in the patient anatomy. Similarly for CBCT-guided radiation therapy, fast accurate deformable registration could further augment high-precision treatment strategies.

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)0,011
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: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,004
Score d'incertitude au seuil0,016

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0030,011
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0010,000
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,000
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 Opus0,032
Tête enseignante GPT0,340
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 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

Citations94
Publié2009
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Résumé présentoui

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