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Enregistrement W4385611986 · doi:10.1002/mp.16658

PSMA‐Hornet: Fully‐automated, multi‐target segmentation of healthy organs in PSMA PET/CT images

2023· article· en· W4385611986 sur OpenAlexafffund
Ivan S. Klyuzhin, Guillaume Chaussé, Ingrid Bloise, Sara Harsini, Juan Lavista Ferres, Carlos Uribe, Arman Rahmim

Notice bibliographique

RevueMedical Physics · 2023
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueProstate Cancer Treatment and Research
Établissements canadiensBC Cancer AgencyUniversity of British Columbia
Organismes subventionnairesCanadian Institutes of Health ResearchNational Institutes of HealthMitacs
Mots-clésSegmentationComputer scienceArtificial intelligenceRadiation treatment planningImage segmentationDeep learningMedical imagingNuclear medicinePattern recognition (psychology)MedicineRadiation therapyRadiology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: Prostate-specific membrane antigen (PSMA) PET imaging represents a valuable source of information reflecting disease stage, response rate, and treatment optimization options, particularly with PSMA radioligand therapy. Quantification of radiopharmaceutical uptake in healthy organs from PSMA images has the potential to minimize toxicity by extrapolation of the radiation dose delivery towards personalization of therapy. However, segmentation and quantification of uptake in organs requires labor-intensive organ delineations that are often not feasible in the clinic nor scalable for large clinical trials. PURPOSE: F]DCFPyL on PET/CT images. We also propose a modified U-net architecture, a self-supervised pre-training method for PET/CT images, a multi-target Dice loss, and multi-target batch balancing to effectively train PSMA-Hornet and similar networks. METHODS: F]DCFPyL PET/CT images from 100 subjects, and 526 similar images without segmentations. The unsegmented images were used for self-supervised model pretraining. For supervised training, Monte-Carlo cross-validation was used to evaluate the network performance, with 85 subjects in each trial reserved for model training, 5 for validation, and 10 for testing. Image segmentation and quantification metrics were evaluated on the test folds with respect to manual segmentations by a nuclear medicine physician, and compared to inter-rater agreement. The model's segmentation performance was also evaluated on a separate set of 19 images with high tumor load. RESULTS: With our best model, the lowest mean Dice coefficient on the test set was 0.826 for the sublingual gland, and the highest was 0.964 for liver. The highest mean error in tracer uptake quantification was 13.9% in the sublingual gland. Self-supervised pretraining improved training convergence, train-to-test generalization, and segmentation quality. In addition, we found that a multi-target network produced significantly higher segmentation accuracy than single-organ networks. CONCLUSIONS: The developed network can be used to automatically obtain high-quality organ segmentations for PSMA image analysis tasks. It can be used to reproducibly extract imaging data, and holds promise for clinical applications such as personalized radiation dosimetry and improved radioligand therapy.

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)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,002
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: Méthodes · Signal consensuel: Méthodes
Score de désaccord entre enseignants0,009
Score d'incertitude au seuil0,019

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,002
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0020,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0030,001

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.

Tête enseignante Opus0,034
Tête enseignante GPT0,382
Écart entre enseignants0,348 · 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
GenreMéthodes

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations13
Publié2023
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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