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Enregistrement W2560766689 · doi:10.1002/mp.12041

Multi‐site quality and variability analysis of 3D FDG PET segmentations based on phantom and clinical image data

2016· article· en· W2560766689 sur OpenAlexafffund
Reinhard Beichel, Christian Bauer, Ethan Ulrich, Payam Ahmadvand, Mikalai M. Budzevich, Robert J. Gillies, Dmitry B. Goldgof, Milan Grkovski, Ghassan Hamarneh, Qiao Huang, Paul E. Kinahan, Charles M. Laymon, James M. Mountz, John P. Muzi, Mark Muzi, Sadek A. Nehmeh, Matthew J. Oborski, Yongqiang Tan, Binsheng Zhao, John J. Sunderland, John M. Buatti

Notice bibliographique

RevueMedical Physics · 2016
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueRadiomics and Machine Learning in Medical Imaging
Établissements canadiensSimon Fraser University
Organismes subventionnairesNational Institute of Environmental Health SciencesCanadian Institutes of Health ResearchNational Institutes of HealthNational Cancer InstituteUniversity of Washington
Mots-clésImaging phantomSegmentationArtificial intelligenceFeature (linguistics)Image qualityMedical imagingComputer scienceQuality assurancePositron emission tomographyMetric (unit)Pattern recognition (psychology)Data setImage segmentationRadiation treatment planningMedical physicsMedicineNuclear medicineRadiologyImage (mathematics)Radiation therapy

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

PURPOSE: Radiomics utilizes a large number of image-derived features for quantifying tumor characteristics that can in turn be correlated with response and prognosis. Unfortunately, extraction and analysis of such image-based features is subject to measurement variability and bias. The challenge for radiomics is particularly acute in Positron Emission Tomography (PET) where limited resolution, a high noise component related to the limited stochastic nature of the raw data, and the wide variety of reconstruction options confound quantitative feature metrics. Extracted feature quality is also affected by tumor segmentation methods used to define regions over which to calculate features, making it challenging to produce consistent radiomics analysis results across multiple institutions that use different segmentation algorithms in their PET image analysis. Understanding each element contributing to these inconsistencies in quantitative image feature and metric generation is paramount for ultimate utilization of these methods in multi-institutional trials and clinical oncology decision making. METHODS: To assess segmentation quality and consistency at the multi-institutional level, we conducted a study of seven institutional members of the National Cancer Institute Quantitative Imaging Network. For the study, members were asked to segment a common set of phantom PET scans acquired over a range of imaging conditions as well as a second set of head and neck cancer (HNC) PET scans. Segmentations were generated at each institution using their preferred approach. In addition, participants were asked to repeat segmentations with a time interval between initial and repeat segmentation. This procedure resulted in overall 806 phantom insert and 641 lesion segmentations. Subsequently, the volume was computed from the segmentations and compared to the corresponding reference volume by means of statistical analysis. RESULTS: On the two test sets (phantom and HNC PET scans), the performance of the seven segmentation approaches was as follows. On the phantom test set, the mean relative volume errors ranged from 29.9 to 87.8% of the ground truth reference volumes, and the repeat difference for each institution ranged between -36.4 to 39.9%. On the HNC test set, the mean relative volume error ranged between -50.5 to 701.5%, and the repeat difference for each institution ranged between -37.7 to 31.5%. In addition, performance measures per phantom insert/lesion size categories are given in the paper. On phantom data, regression analysis resulted in coefficient of variation (CV) components of 42.5% for scanners, 26.8% for institutional approaches, 21.1% for repeated segmentations, 14.3% for relative contrasts, 5.3% for count statistics (acquisition times), and 0.0% for repeated scans. Analysis showed that the CV components for approaches and repeated segmentations were significantly larger on the HNC test set with increases by 112.7% and 102.4%, respectively. CONCLUSION: Analysis results underline the importance of PET scanner reconstruction harmonization and imaging protocol standardization for quantification of lesion volumes. In addition, to enable a distributed multi-site analysis of FDG PET images, harmonization of analysis approaches and operator training in combination with highly automated segmentation methods seems to be advisable. Future work will focus on quantifying the impact of segmentation variation on radiomics system performance.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,003
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,007
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Observationnel · Signal consensuel: Observationnel
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,439
Score d'incertitude au seuil0,856

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0030,007
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

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.

Tête enseignante Opus0,060
Tête enseignante GPT0,443
Écart entre enseignants0,383 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeObservationnel
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations27
Publié2016
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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