Iterative framework for the joint segmentation and CT synthesis of MR images: application to MRI-only radiotherapy treatment planning
Notice bibliographique
Résumé
To tackle the problem of magnetic resonance imaging (MRI)-only radiotherapy treatment planning (RTP), we propose a multi-atlas information propagation scheme that jointly segments organs and generates pseudo x-ray computed tomography (CT) data from structural MR images (T1-weighted and T2-weighted). As the performance of the method strongly depends on the quality of the atlas database composed of multiple sets of aligned MR, CT and segmented images, we also propose a robust way of registering atlas MR and CT images, which combines structure-guided registration, and CT and MR image synthesis. We first evaluated the proposed framework in terms of segmentation and CT synthesis accuracy on 15 subjects with prostate cancer. The segmentations obtained with the proposed method were compared using the Dice score coefficient (DSC) to the manual segmentations. Mean DSCs of 0.73, 0.90, 0.77 and 0.90 were obtained for the prostate, bladder, rectum and femur heads, respectively. The mean absolute error (MAE) and the mean error (ME) were computed between the reference CTs (non-rigidly aligned to the MRs) and the pseudo CTs generated with the proposed method. The MAE was on average HU and the ME HU. We then performed a dosimetric evaluation by re-calculating plans on the pseudo CTs and comparing them to the plans optimised on the reference CTs. We compared the cumulative dose volume histograms (DVH) obtained for the pseudo CTs to the DVH obtained for the reference CTs in the planning target volume (PTV) located in the prostate, and in the organs at risk at different DVH points. We obtained average differences of in the PTV for , and between and 0.05% in the PTV, bladder, rectum and femur heads for D mean and . Overall, we demonstrate that the proposed framework is able to automatically generate accurate pseudo CT images and segmentations in the pelvic region, potentially bypassing the need for CT scan for accurate RTP.
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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 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,007 | 0,002 |
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 ».