First-order statistical speckle models improve robustness and reproducibility of contrast-enhanced ultrasound perfusion estimates
Notice bibliographique
Résumé
Contrast-enhanced ultrasound (CEUS) permits the quantification and monitoring of adaptive tumor responses in the face of anti-angiogenic treatment, with the goal of informing targeted therapy. However, conventional CEUS image analysis relies on mean signal intensity as an estimate of tracer concentration in indicator-dilution modeling. This discounts additional information that may be available from the first-order speckle statistics in a CEUS image. Heterogeneous vascular networks, typical of tumor-induced angiogenesis, lead to heterogeneous contrast enhancement of the imaged tumor cross-section.\nTo address this, a linear (B-mode) processing approach was developed to quantify the change in the first-order speckle statistics of B-mode cine loops due to the incursion of microbubbles. The technique, named the EDoF (effective degrees of freedom) method, was developed on tumor bearing mice (MDA-MB-231LN mammary fat pad inoculation) and evaluated using nonlinear (two-pulse amplitude modulated) contrast microbubble-specific images. To improve the potential clinical applicability of the technique, a second-generation compound probability density function for the statistics of two-pulse amplitude modulated contrast-enhanced ultrasound images was developed. The compound technique was tested in an antiangiogenic drug trial (bevacizumab) on tumor bearing mice (MDA-MB-231LN), and evaluated with gold-standard histology and contrast-enhanced X-ray computed tomography. The compound statistical model could more accurately discriminate anti-VEGF treated tumors from untreated tumors than conventional CEUS image. The technique was then applied to a rapid patient-derived xenograft (PDX) model of renal cell carcinoma (RCC) in the chorioallantoic membrane (CAM) of chicken embryos. The ultimate goal of the PDX model is to screen RCC patients for de novo sunitinib resistance.\nThe analysis of the first-order speckle statistics of contrast-enhanced ultrasound cine loops provides more robust and reproducible estimates of tumor blood perfusion than conventional image analysis. Theoretically this form of analysis could quantify perfusion heterogeneity and provide estimates of vascular fractal dimension, but further work is required to determine what physiological features influence these measures. Treatment sensitivity matrices, which combine vascular measures from CEUS and power Doppler, may be suitable for screening of de novo sunitinib resistance in patients diagnosed with renal cell carcinoma. Further studies are required to assess whether this protocol can be predictive of patient outcome.
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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 | 0,027 |
| 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 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
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.
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 ».