Effect of material property heterogeneity on biomechanical modeling of prostate under deformation
Notice bibliographique
Résumé
Biomechanical model based deformable image registration has been widely used to account for prostate deformation in various medical imaging procedures. Biomechanical material properties are important components of a biomechanical model. In this study, the effect of incorporating tumor-specific material properties in the prostate biomechanical model was investigated to provide insight into the potential impact of material heterogeneity on the prostate deformation calculations. First, a simple spherical prostate and tumor model was used to analytically describe the deformations and demonstrate the fundamental effect of changes in the tumor volume and stiffness in the modeled deformation. Next, using a clinical prostate model, a parametric approach was used to describe the variations in the heterogeneous prostate model by changing tumor volume, stiffness, and location, to show the differences in the modeled deformation between heterogeneous and homogeneous prostate models. Finally, five clinical prostatectomy examples were used in separately performed homogeneous and heterogeneous biomechanical model based registrations to describe the deformations between 3D reconstructed histopathology images and ex vivo magnetic resonance imaging, and examine the potential clinical impact of modeling biomechanical heterogeneity of the prostate. The analytical formulation showed that increasing the tumor volume and stiffness could significantly increase the impact of the heterogeneous prostate model in the calculated displacement differences compared to the homogeneous model. The parametric approach using a single prostate model indicated up to 4.8 mm of displacement difference at the tumor boundary compared to a homogeneous model. Such differences in the deformation of the prostate could be potentially clinically significant given the voxel size of the ex vivo MR images (0.3 × 0.3 × 0.3 mm). However, no significant changes in the registration accuracy were observed using heterogeneous models for the limited number of clinical prostatectomy patients modeled and evaluated in this study.
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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 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| 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 ».