Effect of magnetic resonance imaging pre-processing on the performance of model-based prostate tumor probability mapping
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Objective . Multi-parametric magnetic resonance imaging (mpMRI) has become an important tool for the detection of prostate cancer in the past two decades. Despite the high sensitivity of MRI for tissue characterization, it often suffers from a lack of specificity. Several well-established pre-processing tools are publicly available for improving image quality and removing both intra- and inter-patient variability in order to increase the diagnostic accuracy of MRI. To date, most of these pre-processing tools have largely been assessed individually. In this study we present a systematic evaluation of a multi-step mpMRI pre-processing pipeline to automate tumor localization within the prostate using a previously trained model. Approach . The study was conducted on 31 treatment-naïve prostate cancer patients with a PI-RADS-v2 compliant mpMRI examination. Multiple methods were compared for each pre-processing step: (1) bias field correction, (2) normalization, and (3) deformable multi-modal registration. Optimal parameter values were estimated for each step on the basis of relevant individual metrics. Tumor localization was then carried out via a model-based approach that takes both mpMRI and prior clinical knowledge features as input. A sequential optimization approach was adopted for determining the optimal parameters and techniques in each step of the pipeline. Main results . The application of bias field correction alone increased the accuracy of tumor localization (area under the curve (AUC) = 0.77; p -value = 0.004) over unprocessed data (AUC = 0.74). Adding normalization to the pre-processing pipeline further improved diagnostic accuracy of the model to an AUC of 0.85 ( p -value = 0.000 12). Multi-modal registration of apparent diffusion coefficient images to T2-weighted images improved the alignment of tumor locations in all but one patient, resulting in a slight decrease in accuracy (AUC = 0.84; p -value = 0.30). Significance . Overall, our findings suggest that the combined effect of multiple pre-processing steps with optimal values has the ability to improve the quantitative classification of prostate cancer using mpMRI. Clinical trials: NCT03378856 and NCT03367702.
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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 | 0,003 | 0,011 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| 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 ».