3D prostate histology reconstruction: An evaluation of image‐based and fiducial‐based algorithms
Notice bibliographique
Résumé
PURPOSE: Evaluation of in vivo prostate imaging modalities for determining the spatial distribution and aggressiveness of prostate cancer ideally requires accurate registration of images to an accepted reference standard, such as histopathological examination of radical prostatectomy specimens. Three-dimensional (3D) reconstruction of prostate histology facilitates these registration-based evaluations by reintroducing 3D spatial information lost during histology processing. Because the reconstruction accuracy may constrain the clinical questions that can be answered with these data, it is important to assess the tradeoffs between minimally disruptive methods based on intrinsic image information and potentially more robust methods based on extrinsic fiducial markers. METHODS: Ex vivo magnetic resonance (MR) images and digitized whole-mount histology images from 12 radical prostatectomy specimens were used to evaluate four 3D histology reconstruction algorithms. 3D reconstructions were computed by registering each histology image to the corresponding ex vivo MR image using one of two similarity metrics (mutual information or fiducial registration error) and one of two search domains (affine transformations or a constrained subset thereof). The algorithms were evaluated for accuracy using the mean target registration error (TRE) computed from homologous intrinsic point landmarks (3-16 per histology section; 232 total) identified on histology and MR images, and for the sensitivity of TRE to rotational, translational, and scaling initialization errors. RESULTS: The algorithms using fiducial registration error and mutual information had mean ± standard deviation TREs of 0.7 ± 0.4 and 1.2 ± 0.7 mm, respectively, and one algorithm using fiducial registration error and affine transforms had negligible sensitivities to initialization errors. The postoptimization values of the mutual information-based metric showed evidence of errors due to both the optimizer and the similarity metric, and variation of parameters of the mutual information-based metric did not improve its performance. CONCLUSIONS: The extrinsic fiducial-based algorithm had lower mean TRE and lower sensitivity to initialization than the intrinsic intensity-based algorithm using mutual information. A model relating statistical power to registration error for certain imaging validation study designs estimated that a reconstruction algorithm with a mean TRE of 0.7 mm would require 27% fewer subjects than the method used to initialize the algorithms (mean TRE 1.3 ± 0.7 mm), suggesting the choice of reconstruction technique can have a substantial impact on the design of imaging validation studies, and on their overall cost.
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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) | 0,001 | 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 ».