A hybrid biomechanical intensity based deformable image registration of lung 4DCT
Notice bibliographique
Résumé
Deformable image registration (DIR) has been extensively studied over the past two decades due to its essential role in many image-guided interventions (IGI). IGI demands a highly accurate registration that maintains its accuracy across the entire region of interest. This work evaluates the improvement in accuracy and consistency by refining the results of Morfeus, a biomechanical model-based DIR algorithm. A hybrid DIR algorithm is proposed based on, a biomechanical model-based DIR algorithm and a refinement step based on a B-spline intensity-based algorithm. Inhale and exhale reconstructions of four-dimensional computed tomography (4DCT) lung images from 31 patients were initially registered using the biomechanical DIR by modeling contact surface between the lungs and the chest cavity. The resulting deformations were then refined using the intensity-based algorithm to reduce any residual uncertainties. Important parameters in the intensity-based algorithm, including grid spacing, number of pyramids, and regularization coefficient, were optimized on 10 randomly-chosen patients (out of 31). Target registration error (TRE) was calculated by measuring the Euclidean distance of common anatomical points on both images after registration. For each patient a minimum of 30 points/lung were used. Grid spacing of 8 mm, 5 levels of grid pyramids, and regularization coefficient of 3.0 were found to provide optimal results on 10 randomly chosen patients. Overall the entire patient population (n = 31), the hybrid method resulted in mean ± SD (90th%) TRE of 1.5 ± 1.4 (2.9) mm compared to 3.1 ± 1.9 (5.6) using biomechanical DIR and 2.6 ± 2.5 (6.1) using intensity-based DIR alone. The proposed hybrid biomechanical modeling intensity based algorithm is a promising DIR technique which could be used in various IGI procedures. The current investigation shows the efficacy of this approach for the registration of 4DCT images of the lungs with average accuracy of 1.5 mm.
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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 ».