Sliding characteristic and material compressibility of human lung: Parametric study and verification
Notice bibliographique
Résumé
PURPOSE: To find and verify the optimum sliding characteristics and material compressibility that provide the minimum error in deformable image registration of the lungs. METHODS: A deformable image registration study has been conducted on a total of 16 lung cancer patients. Patient specific three dimensional finite element models have been developed to model left and right lungs, chest (body), and tumor based on 4D CT images. Contact surfaces have been applied to lung-chest cavity interfaces. Experimental test data are used to model nonlinear material properties of lungs. A parametric study is carried out on seven patients, 20 conditions for each, to investigate the sliding behavior and the tissue compressibility of lungs. Three values of coefficient of friction of 0, 0.1, and 0.2 are investigated to model lubrication and sliding restriction on the lung-chest cavity interface. The effect of material compressibility of lungs is studied using Poisson's ratios of 0.35, 0.4, 0.45, and 0.499. The model accuracy is examined by calculating the difference between the image-based displacement of bronchial bifurcation points identified in the lung images and the calculated corresponding model-based displacement. Furthermore, additional bifurcation points around the tumor and its center of mass are used to examine the effect of the mentioned parameters on the tumor localization. RESULTS: The frictionless contact model with 0.4 Poisson's ratio provides the smallest residual errors of 1.1 +/- 0.9, 1.5 +/- 1.3, and 2.1 +/- 1.6 mm in the LR, AP, and SI directions, respectively. Similarly, this optimum model provides the most accurate location of the tumor with residual errors of 1.0 +/- 0.6, 0.9 +/- 0.7, and 1.4 +/- 1.0 mm in all three directions. The accuracy of this model is verified on an additional nine patients with average errors of 0.8 +/- 0.7, 1.3 +/- 1.1, and 1.7 +/- 1.6 mm in the LR, AP, and SI directions, respectively. CONCLUSIONS: The optimum biomechanical model with the smallest registration error is when frictionless contact model and 0.4 Poisson's ratio are applied. The overall accuracies of all bifurcation points in all 16 patients including tumor points are 1.0 +/- 0.7, 1.2 +/- 1.0, and 1.7 +/- 1.4 mm in the LR, AP, and SI directions, respectively.
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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 | 0,004 |
| 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 | 0,001 | 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 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 ».