SU‐E‐J‐182: Validation of Two Mathematical Formalisms for Tissue Characterization in Dual Energy Computed Tomography
Notice bibliographique
Résumé
Purpose: While dose calculations are typically performed using a simplistic correspondence of HU to electron density (ED), recent developments in DECT for radiotherapy could provide significant improvements in characterizing human tissues for such purpose. We aim to compare and validate two DECT mathematical formalisms and evaluate their accuracy in terms of ED and effective atomic number (Z) for radiotherapy applications. Methods: Two cylindrical phantoms (Catphan 504 and Gammex 467) containing tissue substitutes are scanned with a Philips Gemini GXL CT at 90, 120 and 140 kV. Two mathematical formalisms are developed and implemented using MATLAB, allowing the extraction of ED and effective Z maps of various materials, given a pair of CT images taken at two distinctive energies. The first formalism is based on a parameterization of XCOM cross sections and uses generic photon spectra provided by the manufacturer. The second formalism is based on a stoichiometric calibration of HU and uses experimental data and the substitutes' composition. A novel definition of effective Z is developed for both formalisms. Results: With the 90–120 kV energy pair, the extraction of relative ED of the Catphan materials leads to a maximum relative error of 5% for the XCOM‐based formalism and 2% for the stoichiometric‐based formalism. In the instance of the Gammex materials, higher density materials, as bones, present errors up to 31% and 15% respectively. Conclusion: While the stoichiometric‐based formalism demonstrates a clear advantage over the XCOM‐based formalism in the analysis of CT data acquired clinically, both yield reasonable accuracy for low‐Z elements materials. Conversely, the results for high‐Z materials are negatively affected by discontinuities present in photoelectric effect cross sections. An advanced formalism, which would precisely parameterize this effect, is expected to yield improvements in accuracy and lead the way to a successful implantation of DECT in radiotherapy treatment planning.
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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 ».