Multi-scale segmentation in GBM treatment using diffusion tensor imaging
Notice bibliographique
Résumé
Glioblastoma (GBM) is the commonest primary malignant brain tumor in adults, and despite advances in multi-modality therapy, the outlook for patients has changed little in the last 10 years. Local recurrence is the predominant pattern of treatment failure, hence improved local therapies (surgery and radiotherapy) are needed to improve patient outcomes. Currently segmentation of GBM for surgery or radiotherapy (RT) planning is labor intensive, especially for high-dimensional MR imaging methods that may provide more sensitive indicators of tumor phenotype. Automating processing and segmentation of these images will aid treatment planning. Diffusion tensor magnetic resonance imaging is a recently developed technique (DTI) that is exquisitely sensitive to the ordered diffusion of water in white matter tracts. Our group has shown that decomposition of the tensor information into the isotropic component (p - shown to represent tumor invasion) and the anisotropic component (q - shown to represent the tumor bulk) can provide valuable prognostic information regarding tumor infiltration and patient survival. However, tensor decomposition of DTI data is not commonly used for neurosurgery or radiotherapy treatment planning due to difficulties in segmenting the resultant image maps. For this reason, automated techniques for segmentation of tensor decomposition maps would have significant clinical utility. In this paper, we modified a well-established convolutional neural network architecture (CNN) for medical image segmentation and used it as an automatic multi-sequence GBM segmentation based on both DTI image maps (p and q maps) and conventional MRI sequences (T2-FLAIR and T1 weighted post contrast (T1c)). In this proof-of-concept work, we have used multiple MRI sequences, each with individually defined ground truths for better understanding of the contribution of each image sequence to the segmentation performance. The high accuracy and efficiency of our proposed model demonstrates the potential of utilizing diffusion MR images for target definition in precision radiation treatment planning and surgery in routine clinical practice.
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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 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 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 ».