Classification of changes occurring in lung patient during radiotherapy using relative <i>γ</i> analysis and hidden Markov models
Notice bibliographique
Résumé
PURPOSE: To present a new automated patient classification method based on relative gamma analysis and hidden Markov models (HMM) to identify patients undergoing important anatomical changes during radiation therapy. METHODS: Daily EPID images of every treatment field were acquired for 52 patients treated for lung cancer. In addition, CBCT were acquired on a regular basis. Gamma analysis was performed relative to the first fraction given that no significant anatomical change was observed on the CBCT of the first fraction compared to the planning CT. Several parameters were extracted from the gamma analysis (e.g., average gamma value, standard deviation, percent above 1). These parameters formed patient-specific time series. Data from the first 24 patients were used as a training set for the HMM. The trained HMM was then applied to the remaining 28 patients and compared to manual clinical evaluation and fixed thresholds. RESULTS: A three-category system was used for patient classification ranging from minor deviations (category 1) to severe deviations (category 3) from the treatment plan. Patient classified using the HMM lead to the same result as the classification made by a human expert 83% of the time. The HMM overestimate the category 10% of the time and underestimate 7% of the time. Both methods never disagree by more than one category. In addition, the information provided by the HMM is richer than the simple threshold-based approach. HMM provides information on the likelihood that a patient will improve or deteriorate as well as the expected time the patient will remain in that state. CONCLUSION: We showed a method to classify patients during the course of radiotherapy based on relative changes in EPID images and a hidden Markov model. Information obtained through this automated classification can complement the clinical information collected during treatment and help identify patients in need of a plan adaptation.
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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) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
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.
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 ».