Reduced order constrained optimization (ROCO): Clinical application to lung IMRT
Notice bibliographique
Résumé
PURPOSE: The authors use reduced-order constrained optimization (ROCO) to create clinically acceptable IMRT plans quickly and automatically for advanced lung cancer patients. Their new ROCO implementation works with the treatment planning system and full dose calculation used at Memorial Sloan-Kettering Cancer Center (MSKCC). The authors have implemented mean dose hard constraints, along with the point-dose and dose-volume constraints that the authors used for our previous work on the prostate. METHODS: ROCO consists of three major steps. First, the space of treatment plans is sampled by solving a series of optimization problems using penalty-based quadratic objective functions. Next, an efficient basis for this space is found via principal component analysis (PCA); this reduces the dimensionality of the problem. Finally, a constrained optimization problem is solved over this basis to find a clinically acceptable IMRT plan. Dimensionality reduction makes constrained optimization computationally efficient. RESULTS: The authors apply ROCO to 12 stage III non-small-cell lung cancer (NSCLC) cases, generating IMRT plans that meet all clinical constraints and are clinically acceptable, and demonstrate that they are competitive with the clinical treatment plans. The authors also test how many samples and PCA modes are necessary to achieve an adequate lung plan, demonstrate the importance of long-range dose calculation for ROCO, and evaluate the performance of nonspecific normal tissue ("rind") constraints in ROCO treatment planning for the lung. Finally, authors show that ROCO can save time for planners, and they estimate that in the clinic, planning using their approach would save a median of 105 min for the patients in the study. CONCLUSIONS: New challenges arise when applying ROCO to the lung site, which include the lack of a class solution, a larger treatment site, an increased number of parameters and beamlets, a variable number of beams and beam arrangement, and the customary use of rinds in clinical plans to avoid high-dose areas outside the PTV. In the authors previous work, use of an approximate dose calculation in the hard constraint optimization sometimes meant that clinical constraints were not met when evaluated with the full dose calculation. This difficulty has been removed in the current work by using the full dose calculation in the hard constraint optimization. The authors have demonstrated that ROCO offers a fast and automatic way to create IMRT plans for advanced NSCLC, which extends their previous application of ROCO to prostate cancer IMRT planning.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».