Comparative methods for PET image segmentation in pharyngolaryngeal squamous cell carcinoma
Notice bibliographique
Résumé
PURPOSE: Several methods have been proposed for the segmentation of ¹⁸F-FDG uptake in PET. In this study, we assessed the performance of four categories of ¹⁸F-FDG PET image segmentation techniques in pharyngolaryngeal squamous cell carcinoma using clinical studies where the surgical specimen served as the benchmark. METHODS: Nine PET image segmentation techniques were compared including: five thresholding methods; the level set technique (active contour); the stochastic expectation-maximization approach; fuzzy clustering-based segmentation (FCM); and a variant of FCM, the spatial wavelet-based algorithm (FCM-SW) which incorporates spatial information during the segmentation process, thus allowing the handling of uptake in heterogeneous lesions. These algorithms were evaluated using clinical studies in which the segmentation results were compared to the 3-D biological tumour volume (BTV) defined by histology in PET images of seven patients with T3-T4 laryngeal squamous cell carcinoma who underwent a total laryngectomy. The macroscopic tumour specimens were collected "en bloc", frozen and cut into 1.7- to 2-mm thick slices, then digitized for use as reference. RESULTS: The clinical results suggested that four of the thresholding methods and expectation-maximization overestimated the average tumour volume, while a contrast-oriented thresholding method, the level set technique and the FCM-SW algorithm underestimated it, with the FCM-SW algorithm providing relatively the highest accuracy in terms of volume determination (-5.9 ± 11.9%) and overlap index. The mean overlap index varied between 0.27 and 0.54 for the different image segmentation techniques. The FCM-SW segmentation technique showed the best compromise in terms of 3-D overlap index and statistical analysis results with values of 0.54 (0.26-0.72) for the overlap index. CONCLUSION: The BTVs delineated using the FCM-SW segmentation technique were seemingly the most accurate and approximated closely the 3-D BTVs defined using the surgical specimens. Adaptive thresholding techniques need to be calibrated for each PET scanner and acquisition/processing protocol, and should not be used without optimization.
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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 | 0,007 | 0,013 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,003 | 0,002 |
| 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 | 0,000 |
| 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 ».