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Enregistrement W2030065792 · doi:10.1118/1.4900601

Iso‐uncertainty control in an experimental fluoroscopy system

2014· article· en· W2030065792 sur OpenAlexaff
S Siddique, Eugene Fiume, David A. Jaffray

Notice bibliographique

RevueMedical Physics · 2014
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueMedical Imaging Techniques and Applications
Établissements canadiensPrincess Margaret Cancer CentreOntario Institute for Cancer ResearchUniversity of Toronto
Organismes subventionnairesNational Institute on AgingNational Institutes of Health
Mots-clésFluoroscopyMetric (unit)Computer scienceFiducial markerDetectorController (irrigation)AttenuationNoise (video)TrajectoryMedical imagingArtificial intelligenceComputer visionImage (mathematics)OpticsPhysicsEngineering

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

PURPOSE: X-ray fluoroscopy remains an important imaging modality in a number of image-guided procedures due to its real-time nature and excellent spatial detail. However, the radiation dose delivered raises concerns about its use particularly in lengthy treatment procedures (>0.5 h). The authors have previously presented an algorithm that employs feedback of geometric uncertainty to control dose while maintaining a desired targeting uncertainty during fluoroscopic tracking of fiducials. The method was tested using simulations of motion against controlled noise fields. In this paper, the authors embody the previously reported method in a physical prototype and present changes to the controller required to function in a practical setting. METHODS: The metric for feedback used in this study is based on the trace of the covariance of the state of the system, tr(C). The state is defined here as the 2D location of a fiducial on a plane parallel to the detector. A relationship between this metric and the tube current is first developed empirically. This relationship is extended to create a manifold that incorporates a latent variable representing the estimated background attenuation. The manifold is then used within the controller to dynamically adjust the tube current and maintain a specified targeting uncertainty. To evaluate the performance of the proposed method, an acrylic sphere (1.6 mm in diameter) was tracked at tube currents ranging from 0.5 to 0.9 mA (0.033 s) at a fixed energy of 80 kVp. The images were acquired on a Varian Paxscan 4030A (2048 × 1536 pixels, ∼ 100 cm source-to-axis distance, ∼ 160 cm source-to-detector distance). The sphere was tracked using a particle filter under two background conditions: (1) uniform sheets of acrylic and (2) an acrylic wedge. The measured tr(C) was used in conjunction with a learned manifold to modulate the tube current in order to maintain a specified uncertainty as the sphere traversed regions of varying thickness corresponding to the acrylic sheets in the background. RESULTS: With feedback engaged, the tracking error was found to correlate well with the specified targeting uncertainty. Tracking of the fiducial was found to be robust to changes in the attenuation presented by the varying background conditions. For a desired uncertainty of 5.0 mm, comparison of the feedback framework with a comparable system employing fixed exposure demonstrated dose savings of 29%. CONCLUSIONS: This work presents a relation between a state descriptor, tr(C), the x-ray tube current used, and an estimate of the background attenuation. This relation is leveraged to modulate the tube current in order to maintain a desired geometric uncertainty during fluoroscopy. The authors' work demonstrates the use of the method in a real x-ray fluoroscopy system with physical motion against varying backgrounds. The method offers potential savings in imaging dose to patients and staff while maintaining tracking uncertainty during fluoroscopy-guided treatment procedures.

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)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,002
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: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,003
Score d'incertitude au seuil0,009

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,002
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0010,000
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0030,000

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 Opus0,017
Tête enseignante GPT0,333
Écart entre enseignants0,316 · 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

Citations0
Publié2014
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