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Enregistrement W4283219562 · doi:10.1002/mp.15814

Predicting the outcome of radiotherapy in brain metastasis by integrating the clinical and MRI‐based deep learning features

2022· article· en· W4283219562 sur OpenAlexafffund
Seyed Ali Jalalifar, Hany Soliman, Arjun Sahgal, Ali Sadeghi‐Naini

Notice bibliographique

RevueMedical Physics · 2022
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueBrain Metastases and Treatment
Établissements canadiensHealth Sciences CentreSunnybrook Health Science CentreUniversity of TorontoYork University
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaTerry Fox FoundationLotte and John Hecht Memorial Foundation
Mots-clésRadiation therapyBrain metastasisMedical physicsMagnetic resonance imagingMedicineOutcome (game theory)RadiologyMetastasisInternal medicineCancer

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: A considerable proportion of metastatic brain tumors progress locally despite stereotactic radiation treatment, and it can take months before such local progression is evident on follow-up imaging. Prediction of radiotherapy outcome in terms of tumor local failure is crucial for these patients and can facilitate treatment adjustments or allow for early salvage therapies. PURPOSE: In this work, a novel deep learning architecture is introduced to predict the outcome of local control/failure in brain metastasis treated with stereotactic radiation therapy using treatment-planning magnetic resonance imaging (MRI) and standard clinical attributes. METHODS: At the core of the proposed architecture is an InceptionResentV2 network to extract distinct features from each MRI slice for local outcome prediction. A recurrent or transformer network is integrated into the architecture to incorporate spatial dependencies between MRI slices into the predictive modeling. A visualization method based on prediction difference analysis is coupled with the deep learning model to illustrate how different regions of each lesion on MRI contribute to the model's prediction. The model was trained and optimized using the data acquired from 99 patients (116 lesions) and evaluated on an independent test set of 25 patients (40 lesions). RESULTS: The results demonstrate the promising potential of the MRI deep learning features for outcome prediction, outperforming standard clinical variables. The prediction model with only clinical variables demonstrated an area under the receiver operating characteristic curve (AUC) of 0.68. The MRI deep learning models resulted in AUCs in the range of 0.72 to 0.83 depending on the mechanism to integrate information from MRI slices of each lesion. The best prediction performance (AUC = 0.86) was associated with the model that combined the MRI deep learning features with clinical variables and incorporated the inter-slice dependencies using a long short-term memory recurrent network. The visualization results highlighted the importance of tumor/lesion margins in local outcome prediction for brain metastasis. CONCLUSIONS: The promising results of this study show the possibility of early prediction of radiotherapy outcome for brain metastasis via deep learning of MRI and clinical attributes at pre-treatment and encourage future studies on larger groups of patients treated with other radiotherapy modalities.

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 distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,003
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Observationnel · Signal consensuel: Observationnel
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,391
Score d'incertitude au seuil0,548

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0030,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

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 Opus0,028
Tête enseignante GPT0,353
Écart entre enseignants0,325 · 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 tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeObservationnel
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

Citations41
Publié2022
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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