Respiratory motion modelling for MR-guided lung cancer radiotherapy: model development and geometric accuracy evaluation
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Objective. Respiratory motion of lung tumours and adjacent structures is challenging for radiotherapy. Online MR-imaging cannot currently provide real-time volumetric information of the moving patient anatomy, therefore limiting precise dose delivery, delivered dose reconstruction, and downstream adaptation methods. Approach. We tailor a respiratory motion modelling framework towards an MR-Linac workflow to estimate the time-resolved 4D motion from real-time data. We develop a multi-slice acquisition scheme which acquires thick, overlapping 2D motion-slices in different locations and orientations, interleaved with 2D surrogate-slices from a fixed location. The framework fits a motion model directly to the input data without the need for sorting or binning to account for inter- and intra-cycle variation of the breathing motion. The framework alternates between model fitting and motion-compensated super-resolution image reconstruction to recover a high-quality motion-free image and a motion model. The fitted model can then estimate the 4D motion from 2D surrogate-slices. The framework is applied to four simulated anthropomorphic datasets and evaluated against known ground truth anatomy and motion. Clinical applicability is demonstrated by applying our framework to eight datasets acquired on an MR-Linac from four lung cancer patients. Main results. The framework accurately reconstructs high-quality motion-compensated 3D images with 2 mm 3 isotropic voxels. For the simulated case with the largest target motion, the motion model achieved a mean deformation field error of 1.13 mm. For the patient cases residual error registrations estimate the model error to be 1.07 mm (1.64 mm), 0.91 mm (1.32 mm), and 0.88 mm (1.33 mm) in superior-inferior, anterior-posterior, and left-right directions respectively for the building (application) data. Significance. The motion modelling framework estimates the patient motion with high accuracy and accurately reconstructs the anatomy. The image acquisition scheme can be flexibly integrated into an MR-Linac workflow whilst maintaining the capability of online motion-management strategies based on cine imaging such as target tracking and/or gating.
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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 | 0,002 | 0,004 |
| 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 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 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 ».