Incorporating cross-voxel exchange for the analysis of dynamic contrast-enhanced imaging data: pre-clinical results
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Tumours exhibit abnormal interstitial structures and vasculature function often leading to impaired and heterogeneous drug delivery. The disproportionate spatial accumulation of a drug in the interstitium is determined by several microenvironmental properties (blood vessel distribution and permeability, gradients in the interstitial fluid pressure). Predictions of tumour perfusion are key determinants of drug delivery and responsiveness to therapy. Pharmacokinetic models allow for the quantification of tracer perfusion based on contrast enhancement measured with non-invasive imaging techniques. An advanced cross-voxel exchange model (CVXM) was recently developed to provide a comprehensive description of tracer extravasation as well as advection and diffusion based on cross-voxel tracer kinetics (Sinno et al 2021). Transport parameters were derived from DCE-MRI of twenty TS-415 human cervical carcinoma xenografts by using CVXM. Tracer velocity flows were measured at the tumour periphery (mean 1.78–5.82 μ m.s −1 ) pushing the contrast outward towards normal tissue. These elevated velocity measures and extravasation rates explain the heterogeneous distribution of tracer across the tumour and its accumulation at the periphery. Significant values for diffusivity were deduced across the tumours (mean 152–499 μ m 2 .s −1 ). CVXM resulted in generally smaller values for the extravasation parameter K e x t (mean 0.01–0.04 min −1 ) and extravascular extracellular volume fraction v e (mean 0.05–0.17) compared to the standard Tofts parameters, suggesting that Toft model underestimates the effects of inter-voxel exchange. The ratio of Tofts’ extravasation parameters over CVXM’s was significantly positively correlated to the cross-voxel diffusivity ( P < 0.0001) and velocity ( P = 0.0005). Tofts’ increased v e measurements were explained using Sinno et al (2021)’s theoretical work. Finally, a scan time of 15 min renders informative estimations of the transport parameters. However, a duration as low as 7.5 min is acceptable to recognize the spatial variation of transport parameters. The results demonstrate the potential of utilizing CVXM for determining metrics characterizing the exchange of tracer between the vasculature and the tumour tissue. Like for many earlier models, additional work is strongly recommended, in terms of validation, to develop more confidence in the results, motivating future laboratory work in this regard.
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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 | 0,006 | 0,010 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| 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 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,001 |
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 ».