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Enregistrement W2565897211 · doi:10.1016/j.neuroimage.2016.12.010

A multi-centre evaluation of eleven clinically feasible brain PET/MRI attenuation correction techniques using a large cohort of patients

2016· article· en· W2565897211 sur OpenAlexaffabout
Claes Nøhr Ladefoged, Ian Law, Udunna Anazodo, Keith St. Lawrence, David Izquierdo‐Garcia, Ciprian Catana, Ninon Burgos, M. Jorge Cardoso, Sébastien Ourselin, Brian Hutton, Inès Mérida, Nicolas Costes, Alexander Hammers, Didier Benoit, Søren Holm, Meher R. Juttukonda, Hongyu An, Jorge Cabello, Mathias Lukas, Stephan G. Nekolla, Sibylle Ziegler, Matthias Fenchel, Bjoern Jakoby, Michael Casey, Tammie L.S. Benzinger, Liselotte Højgaard, Adam E. Hansen, Flemming Littrup Andersen

Notice bibliographique

RevueNeuroImage · 2016
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueMedical Imaging Techniques and Applications
Établissements canadiensLawson Health Research Institute
Organismes subventionnairesNational Center for Advancing Translational SciencesInstitute for Mental and Physical Health and Clinical TranslationNational Institute of Biomedical Imaging and BioengineeringNational Institute on AgingRigshospitaletAgence Nationale de la RechercheUniversity College LondonMedical Research CouncilEngineering and Physical Sciences Research CouncilNational Institute for Health and Care Research
Mots-clésCohortCorrection for attenuationAttenuationMedicineNuclear medicineMedical physicsPositron emission tomographyInternal medicinePhysicsOptics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Aim To accurately quantify the radioactivity concentration measured by PET , emission data need to be corrected for photon attenuation; however, the MRI signal cannot easily be converted into attenuation values, making attenuation correction (AC) in PET/MRI challenging. In order to further improve the current vendor-implemented MR-AC methods for absolute quantification, a number of prototype methods have been proposed in the literature. These can be categorized into three types: template/atlas-based, segmentation-based, and reconstruction-based. These proposed methods in general demonstrated improvements compared to vendor-implemented AC, and many studies report deviations in PET uptake after AC of only a few percent from a gold standard CT-AC. Using a unified quantitative evaluation with identical metrics, subject cohort, and common CT-based reference, the aims of this study were to evaluate a selection of novel methods proposed in the literature, and identify the ones suitable for clinical use. Methods In total, 11 AC methods were evaluated: two vendor-implemented (MR-AC DIXON and MR-AC UTE ), five based on template/atlas information (MR-AC SEGBONE (Koesters et al., 2016), MR-AC ONTARIO (Anazodo et al., 2014), MR-AC BOSTON (Izquierdo-Garcia et al., 2014), MR-AC UCL (Burgos et al., 2014), and MR-AC MAXPROB (Merida et al., 2015)), one based on simultaneous reconstruction of attenuation and emission (MR-AC MLAA (Benoit et al., 2015)), and three based on image-segmentation (MR-AC MUNICH (Cabello et al., 2015), MR-AC CAR-RiDR (Juttukonda et al., 2015), and MR-AC RESOLUTE (Ladefoged et al., 2015)). We selected 359 subjects who were scanned using one of the following radiotracers : [ 18 F]FDG (210), [ 11 C]PiB (51), and [ 18 F]florbetapir (98). The comparison to AC with a gold standard CT was performed both globally and regionally, with a special focus on robustness and outlier analysis. Results The average performance in PET tracer uptake was within ±5% of CT for all of the proposed methods, with the average±SD global percentage bias in PET FDG uptake for each method being: MR-AC DIXON (−11.3±3.5)%, MR-AC UTE (−5.7±2.0)%, MR-AC ONTARIO (−4.3±3.6)%, MR-AC MUNICH (3.7±2.1)%, MR-AC MLAA (−1.9±2.6)%, MR-AC SEGBONE (−1.7±3.6)%, MR-AC UCL (0.8±1.2)%, MR-AC CAR-RiDR (−0.4±1.9)%, MR-AC MAXPROB (−0.4±1.6)%, MR-AC BOSTON (−0.3±1.8)%, and MR-AC RESOLUTE (0.3±1.7)%, ordered by average bias. The overall best performing methods (MR-AC BOSTON , MR-AC MAXPROB , MR-AC RESOLUTE and MR-AC UCL , ordered alphabetically) showed regional average errors within ±3% of PET with CT-AC in all regions of the brain with FDG, and the same four methods, as well as MR-AC CAR-RiDR , showed that for 95% of the patients, 95% of brain voxels had an uptake that deviated by less than 15% from the reference. Comparable performance was obtained with PiB and florbetapir. Conclusions All of the proposed novel methods have an average global performance within likely acceptable limits (±5% of CT-based reference), and the main difference among the methods was found in the robustness, outlier analysis, and clinical feasibility. Overall, the best performing methods were MR-ACBOSTON, MR-ACMAXPROB, MR-ACRESOLUTE and MR-ACUCL, ordered alphabetically. These methods all minimized the number of outliers, standard deviation, and average global and local error. The methods MR-ACMUNICH and MR-ACCAR-RiDR were both within acceptable quantitative limits, so these methods should be considered if processing time is a factor. The method MR-ACSEGBONE also demonstrates promising results, and performs well within the likely acceptable quantitative limits. For clinical routine scans where processing time can be a key factor, this vendor-provided solution currently outperforms most methods. With the performance of the methods presented here, it may be concluded that the challenge of improving the accuracy of MR-AC in adult brains with normal anatomy has been solved to a quantitatively acceptable degree, which is smaller than the quantification reproducibility in PET imaging .

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 machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,005
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,005
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut 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 enseignants0,005
Score d'incertitude au seuil0,027

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0050,005
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,001

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 Opus0,065
Tête enseignante GPT0,392
Écart entre enseignants0,327 · 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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

Citations230
Publié2016
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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