Neural‐network based autocontouring algorithm for intrafractional lung‐tumor tracking using Linac‐MR
Notice bibliographique
Résumé
PURPOSE: To develop a neural-network based autocontouring algorithm for intrafractional lung-tumor tracking using Linac-MR and evaluate its performance with phantom and in-vivo MR images. METHODS: An autocontouring algorithm was developed to determine both the shape and position of a lung tumor from each intrafractional MR image. A pulse-coupled neural network was implemented in the algorithm for contrast improvement of the tumor region. Prior to treatment, to initiate the algorithm, an expert user needs to contour the tumor and its maximum anticipated range of motion in pretreatment MR images. During treatment, however, the algorithm processes each intrafractional MR image and automatically generates a tumor contour without further user input. The algorithm is designed to produce a tumor contour that is the most similar to the expert's manual one. To evaluate the autocontouring algorithm in the author's Linac-MR environment which utilizes a 0.5 T MRI, a motion phantom and four lung cancer patients were imaged with 3 T MRI during normal breathing, and the image noise was degraded to reflect the image noise at 0.5 T. Each of the pseudo-0.5 T images was autocontoured using the author's algorithm. In each test image, the Dice similarity index (DSI) and Hausdorff distance (HD) between the expert's manual contour and the algorithm generated contour were calculated, and their centroid positions were compared (Δd centroid). RESULTS: The algorithm successfully contoured the shape of a moving tumor from dynamic MR images acquired every 275 ms. From the phantom study, mean DSI of 0.95-0.96, mean HD of 2.61-2.82 mm, and mean Δd centroid of 0.68-0.93 mm were achieved. From the in-vivo study, the author's algorithm achieved mean DSI of 0.87-0.92, mean HD of 3.12-4.35 mm, as well as Δd centroid of 1.03-1.35 mm. Autocontouring speed was less than 20 ms for each image. CONCLUSIONS: The authors have developed and evaluated a lung tumor autocontouring algorithm for intrafractional tumor tracking using Linac-MR. The autocontouring performance in the Linac-MR environment was evaluated using phantom and in-vivo MR images. From the in-vivo study, the author's algorithm achieved 87%-92% of contouring agreement and centroid tracking accuracy of 1.03-1.35 mm. These results demonstrate the feasibility of lung tumor autocontouring in the author's laboratory's Linac-MR environment.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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.
score_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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».