Patient-specific daily updated deep learning auto-segmentation for MRI-guided adaptive radiotherapy
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND AND PURPOSE: Deep Learning (DL) technique has shown great potential but still has limited success in online contouring for MR-guided adaptive radiotherapy (MRgART). This study proposed a patient-specific DL auto-segmentation (DLAS) strategy using the patient's previous images and contours to update the model and improve segmentation accuracy and efficiency for MRgART. METHODS AND MATERIALS: A prototype model was trained for each patient using the first set of MRI and corresponding contours as inputs. The patient-specific model was updated after each fraction with all the available fractional MRIs/contours, and then used to predict the segmentation for the next fraction. During model training, a variant was fitted under consistency constraints, limiting the differences in the volume, length and centroid between the predictions for the latest MRI within a reasonable range. The model performance was evaluated for both organ-at-risks and tumors auto-segmentation for a total of 6 abdominal/pelvic cases (each with at least 8 sets of MRIs/contours) underwent MRgART through Dice Similarity Coefficient (DSC) and 95% Hausdorff Distance (HD95), and was compared with deformable image registration (DIR) and frozen DL model (no updating after pre-training). The contouring time was also recorded and analyzed. RESULTS: The proposed model achieved superior performance with higher mean DSC (0.90, 95 % CI: 0.88-0.95), as compared to DIR (0.63, 95 %CI: 0.59-0.68) and frozen DL models (0.74, 95 % CI: 0.71-0.79). As for tumors, the proposed method yielded a median DSC of 0.95, 95 % CI: 0.94-0.97, and a median HD95 of 1.63 mm, 95 % CI: 1.22 mm-2.06 mm. The contouring time was reduced significantly (p < 0.05) using the proposed method (73.4 ± 6.5 secs) compared to the manual process (12 ∼ 22 mins). The online ART time was reduced to 1650 ± 274 seconds with the proposed method, as compared to 3251.8 ± 447 seconds using the original workflow. CONCLUSION: The proposed patient-specific DLAS method can significantly improve the segmentation accuracy and efficiency for longitudinal MRIs, thereby facilitating the routine practice of MRgART.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 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 tête enseignante, 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 ».