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Enregistrement W4225369362 · doi:10.1002/mp.15691

Adaptive confidence regions for indirect tracking of moving tumors in radiotherapy

2022· article· en· W4225369362 sur OpenAlexafffund
Charlotte Rémy, Hugo Bouchard

Notice bibliographique

RevueMedical Physics · 2022
Typearticle
Langueen
DomainePhysics and Astronomy
ThématiqueAdvanced Radiotherapy Techniques
Établissements canadiensUniversité de MontréalCentre Hospitalier de l’Université de Montréal
Organismes subventionnairesFonds de recherche du Québec – Nature et technologies
Mots-clésComputer scienceReliability (semiconductor)Confidence intervalReceiver operating characteristicStatisticsEstimatorPoint estimationBayesian probabilityArtificial intelligencePattern recognition (psychology)Mathematics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: Target motion in the course of radiotherapy is one of the largest factors affecting the treatment quality of highly dynamic sites such as lung. A critical component of real-time motion management is not only the prediction of tumor location at a future point in time but assessment of positional uncertainty for the purposes of margin adjustment and optimization of validation schemes. PURPOSE: In this study, we propose to investigate the ability of a confidence estimator to accurately reflect the reliability of individual target position predictions and prospectively detect large prediction errors by relying exclusively on a surrogate signal. METHODS: This work uses a Bayesian framework for indirect tracking. While constant covariance estimates are commonly used to express the uncertainty of the models involved, in this study new adaptive estimates are derived from the surrogate behavior to reflect increasing uncertainty when the breathing conditions differ from the reference conditions observed during the training step. The accuracy of the resulting 95% predicted confidence regions (CRs) is evaluated on nine breathing sequences involving changes of respiratory types (free, thoracic, abdominal, deep). The breathing motions are collected simultaneously from a lung target and two different surrogate signals (an external marker and an anatomical location within the liver). Receiver operating characteristic (ROC) analysis is performed to evaluate the ability of the predicted uncertainty to prospectively detect large prediction errors. RESULTS: Higher CR accuracy is obtained when using the proposed adaptive estimates over using constant estimations: on average over the cohort, the proportion of actual target positions lying within the 95% CR is increased by 40 and 35 p.p. with the internal and external surrogates. The time-dependent inflation of the CR width tends to match the magnitude variation of the prediction errors: the adaptive CR effectively enlarges when the target position cannot be predicted reliably, which corresponds to potentially high prediction errors. More precisely, the ROC analysis indicates that the proposed uncertainty estimate can detect if prediction errors are greater than 5 mm with on average high sensitivity (90%) and modest specificity (54% and 47% from internal and external surrogates, respectively). CONCLUSIONS: While relying exclusively on the surrogate motion characteristics being continuously monitored, the Bayesian framework coupled to adaptive uncertainty estimations can provide reliable CR able to detect large prediction errors. The findings of this study could be further used to automatically trigger risk management mechanisms prospectively.

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)0,011
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,070
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,011
Score d'incertitude au seuil0,056

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0110,070
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0020,001
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0020,001
Science ouverte0,0020,002
Intégrité de la recherche0,0010,002
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

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 Opus0,024
Tête enseignante GPT0,303
Écart entre enseignants0,280 · 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'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

Citations1
Publié2022
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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