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Enregistrement W2619649543 · doi:10.1002/mp.12354

Real‐time dynamic <scp>MR</scp> image reconstruction using compressed sensing and principal component analysis (<scp>CS</scp>‐<scp>PCA</scp>): Demonstration in lung tumor tracking

2017· article· en· W2619649543 sur OpenAlexafffund
Bryson Dietz, Eugene Yip, Jihyun Yun, B. G. Fallone, Keith Wachowicz

Notice bibliographique

RevueMedical Physics · 2017
Typearticle
Langueen
DomainePhysics and Astronomy
ThématiqueAdvanced Radiotherapy Techniques
Établissements canadiensUniversity of Alberta
Organismes subventionnairesKillam TrustsAlberta Innovates - Health Solutions
Mots-clésPrincipal component analysisTracking (education)Medical imagingComponent (thermodynamics)Image processingIterative reconstructionComputer visionNuclear medicineComputer scienceArtificial intelligenceImage (mathematics)MedicinePhysics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

PURPOSE: This work presents a real-time dynamic image reconstruction technique, which combines compressed sensing and principal component analysis (CS-PCA), to achieve real-time adaptive radiotherapy with the use of a linac-magnetic resonance imaging system. METHODS: Six retrospective fully sampled dynamic data sets of patients diagnosed with non-small-cell lung cancer were used to investigate the CS-PCA algorithm. Using a database of fully sampled k-space, principal components (PC's) were calculated to aid in the reconstruction of undersampled images. Missing k-space data were calculated by projecting the current undersampled k-space data onto the PC's to generate the corresponding PC weights. The weighted PC's were summed together, and the missing k-space was iteratively updated. To gain insight into how the reconstruction might proceed at lower fields, 6× noise was added to the 3T data to investigate how the algorithm handles noisy data. Acceleration factors ranging from 2 to 10× were investigated using CS-PCA and Split Bregman CS for comparison. Metrics to determine the reconstruction quality included the normalized mean square error (NMSE), as well as the dice coefficients (DC) and centroid displacement of the tumor segmentations. RESULTS: Our results demonstrate that CS-PCA performed superior than CS alone. The CS-PCA patient averaged DC for 3T and 6× noise added data remained above 0.9 for acceleration factors up to 10×. The patient averaged NMSE gradually increased with increasing acceleration; however, it remained below 0.06 up to an acceleration factor of 10× for both 3T and 6× noise added data. The CS-PCA reconstruction speed ranged from 5 to 20 ms (Intel i7-4710HQ CPU @ 2.5 GHz), depending on the chosen parameters. CONCLUSIONS: A real-time reconstruction technique was developed for adaptive radiotherapy using a Linac-MRI system. Our CS-PCA algorithm can achieve tumor contours with DC greater than 0.9 and NMSE less than 0.06 at acceleration factors of up to, and including, 10×. The reconstruction speed for the Split Bregman CS ranged from 200 to 260 ms, whereas the CS-PCA reconstruction speed ranged from 5 to 20 ms implemented using nonoptimized MATLAB code.

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)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMéta-épidémiologie (sens strict)
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,913
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0000,001
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,001
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 Opus0,012
Tête enseignante GPT0,289
Écart entre enseignants0,277 · 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.

Devis d'étudeSimulation ou modélisation
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

Citations18
Publié2017
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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