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Enregistrement W2792256465 · doi:10.1002/mp.12823

2D–3D registration for cranial radiation therapy using a 3D kV CBCT and a single limited field‐of‐view 2D kV radiograph

2018· article· en· W2792256465 sur OpenAlexaff
Reshma Munbodh, Jonathan Knisely, David A. Jaffray, D Moseley

Notice bibliographique

RevueMedical Physics · 2018
Typearticle
Langueen
DomainePhysics and Astronomy
ThématiqueAdvanced Radiotherapy Techniques
Établissements canadiensPrincess Margaret Cancer Centre
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésImaging phantomImage registrationRadiographyArtificial intelligenceNuclear medicineComputer visionComputer scienceImage-guided radiation therapyMedical imagingComputed radiographyDigital radiographyGround truthMathematicsMedicineRadiologyImage (mathematics)Image quality

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Purpose We present and evaluate a fully automated 2D–3D intensity‐based registration framework using a single limited field‐of‐view (FOV) 2D kV radiograph and a 3D kV CBCT for 3D estimation of patient setup errors during brain radiotherapy. Methods We evaluated two similarity measures, the Pearson correlation coefficient on image intensity values (ICC) and maximum likelihood measure with Gaussian noise (MLG), derived from the statistics of transmission images. Pose determination experiments were conducted on 2D kV radiographs in the anterior–posterior (AP) and left lateral (LL) views and 3D kV CBCTs of an anthropomorphic head phantom. In order to minimize radiation exposure and exclude nonrigid structures from the registration, limited FOV 2D kV radiographs were employed. A spatial frequency band useful for the 2D–3D registration was identified from the bone‐to‐no‐bone spectral ratio (BNBSR) of digitally reconstructed radiographs (DRRs) computed from the 3D kV planning CT of the phantom. The images being registered were filtered accordingly prior to computation of the similarity measures. We evaluated the registration accuracy achievable with a single 2D kV radiograph and with the registration results from the AP and LL views combined. We also compared the performance of the 2D–3D registration solutions proposed to that of a commercial 3D–3D registration algorithm, which used the entire skull for the registration. The ground truth was determined from markers affixed to the phantom and visible in the CBCT images. Results The accuracy of the 2D–3D registration solutions, as quantified by the root mean squared value of the target registration error (TRE) calculated over a radius of 3 cm for all poses tested, was ICCAP: 0.56 mm, MLGAP: 0.74 mm, ICCLL: 0.57 mm, MLGLL: 0.54 mm, ICC (AP and LL combined): 0.19 mm, and MLG (AP and LL combined): 0.21 mm. The accuracy of the 3D–3D registration algorithm was 0.27 mm. There was no significant difference in mean TRE for the 2D–3D registration algorithms using a single 2D kV radiograph with similarity measure and image view point. There was no significant difference in mean TRE between ICCLL, MLGLL, ICC (AP and LL combined), MLG (AP and LL combined), and the 3D–3D registration algorithm despite the smaller FOV used for the 2D–3D registration. While submillimeter registration accuracy was obtained with both ICC and MLG using a single 2D kV radiograph, combining the results from the two projection views resulted in a significantly smaller (P≤0.05) mean TRE. Conclusions Our results indicate that it is possible to achieve submillimeter registration accuracy with both ICC and MLG using either single or dual limited FOV 2D kV radiographs of the head in the AP and LL views. The registration accuracy suggests that the 2D–3D registration solutions presented are suitable for the estimation of patient setup errors not only during conventional brain radiation therapy, but also during stereotactic procedures and proton radiation therapy where tighter setup margins are required.

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 machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,004
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: Méthodes
Score de désaccord entre enseignants0,002
Score d'incertitude au seuil0,007

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,004
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,002
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,001

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.

Tête enseignante Opus0,023
Tête enseignante GPT0,314
Écart entre enseignants0,292 · 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreMéthodes

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations11
Publié2018
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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