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Enregistrement W2067039839 · doi:10.1118/1.3575416

Reduced order constrained optimization (ROCO): Clinical application to lung IMRT

2011· article· en· W2067039839 sur OpenAlexaff
Hans Stabenau, Linda Rivera, Ellen Yorke, Jie Yang, Renzhi Lu, Richard J. Radke, Andrew Jackson

Notice bibliographique

RevueMedical Physics · 2011
Typearticle
Langueen
DomainePhysics and Astronomy
ThématiqueAdvanced Radiotherapy Techniques
Établissements canadiensLockheed Martin (Canada)
Organismes subventionnairesNational Cancer InstituteNational Institutes of HealthVarian Medical SystemsRensselaer Polytechnic Institute
Mots-clésMedicineMedical physicsComputer science

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

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.

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)0,003
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: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,008
Score d'incertitude au seuil0,016

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,003
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0000,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,000
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
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 Opus0,019
Tête enseignante GPT0,337
Écart entre enseignants0,318 · 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

Citations9
Publié2011
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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