Enhancement of multimodality texture-based prediction models via optimization of PET and MR image acquisition protocols: a proof of concept
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Texture-based radiomic models constructed from medical images have the potential to support cancer treatment management via personalized assessment of tumour aggressiveness. While the identification of stable texture features under varying imaging settings is crucial for the translation of radiomics analysis into routine clinical practice, we hypothesize in this work that a complementary optimization of image acquisition parameters prior to texture feature extraction could enhance the predictive performance of texture-based radiomic models. As a proof of concept, we evaluated the possibility of enhancing a model constructed for the early prediction of lung metastases in soft-tissue sarcomas by optimizing PET and MR image acquisition protocols via computerized simulations of image acquisitions with varying parameters. Simulated PET images from 30 STS patients were acquired by varying the extent of axial data combined per slice (‘span’). Simulated T 1 -weighted and T 2 -weighted MR images were acquired by varying the repetition time and echo time in a spin-echo pulse sequence, respectively. We analyzed the impact of the variations of PET and MR image acquisition parameters on individual textures, and we investigated how these variations could enhance the global response and the predictive properties of a texture-based model. Our results suggest that it is feasible to identify an optimal set of image acquisition parameters to improve prediction performance. The model constructed with textures extracted from simulated images acquired with a standard clinical set of acquisition parameters reached an average AUC of <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:mstyle displaystyle="false"> <mml:mn>0.84</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.01</mml:mn> </mml:mstyle> </mml:math> in bootstrap testing experiments. In comparison, the model performance significantly increased using an optimal set of image acquisition parameters ( <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:mstyle displaystyle="false"> <mml:mi>p</mml:mi> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mn>0.04</mml:mn> </mml:mstyle> </mml:math> ), with an average AUC of <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:mstyle displaystyle="false"> <mml:mn>0.89</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.01</mml:mn> </mml:mstyle> </mml:math> . Ultimately, specific acquisition protocols optimized to generate superior radiomics measurements for a given clinical problem could be developed and standardized via dedicated computer simulations and thereafter validated using clinical scanners.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 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) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».