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Enregistrement W4391227453 · doi:10.1007/s00259-024-06618-9

Deep transformer-based personalized dosimetry from SPECT/CT images: a hybrid approach for [177Lu]Lu-DOTATATE radiopharmaceutical therapy

2024· article· en· W4391227453 sur OpenAlexaff
Zahra Mansouri, Yazdan Salimi, Azadeh Akhavanallaf, Isaac Shiri, Eliluane Pirazzo Andrade Teixeira, Xinchi Hou, Jean‐Mathieu Beauregard, Arman Rahmim, Habib Zaidi

Notice bibliographique

RevueEuropean Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging · 2024
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueRadiopharmaceutical Chemistry and Applications
Établissements canadiensUniversité LavalUniversity of British Columbia
Organismes subventionnairesH2020 EuratomUniversité de Genève
Mots-clésDosimetryMedicineNuclear medicineRadionuclide therapyMedical physicsRadiology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract Purpose Accurate dosimetry is critical for ensuring the safety and efficacy of radiopharmaceutical therapies. In current clinical dosimetry practice, MIRD formalisms are widely employed. However, with the rapid advancement of deep learning (DL) algorithms, there has been an increasing interest in leveraging the calculation speed and automation capabilities for different tasks. We aimed to develop a hybrid transformer-based deep learning (DL) model that incorporates a multiple voxel S -value (MSV) approach for voxel-level dosimetry in [ 177 Lu]Lu-DOTATATE therapy. The goal was to enhance the performance of the model to achieve accuracy levels closely aligned with Monte Carlo (MC) simulations, considered as the standard of reference. We extended our analysis to include MIRD formalisms (SSV and MSV), thereby conducting a comprehensive dosimetry study. Methods We used a dataset consisting of 22 patients undergoing up to 4 cycles of [ 177 Lu]Lu-DOTATATE therapy. MC simulations were used to generate reference absorbed dose maps. In addition, MIRD formalism approaches, namely, single S -value (SSV) and MSV techniques, were performed. A UNEt TRansformer (UNETR) DL architecture was trained using five-fold cross-validation to generate MC-based dose maps. Co-registered CT images were fed into the network as input, whereas the difference between MC and MSV (MC-MSV) was set as output. DL results are then integrated to MSV to revive the MC dose maps. Finally, the dose maps generated by MSV, SSV, and DL were quantitatively compared to the MC reference at both voxel level and organ level (organs at risk and lesions). Results The DL approach showed slightly better performance (voxel relative absolute error (RAE) = 5.28 ± 1.32) compared to MSV (voxel RAE = 5.54 ± 1.4) and outperformed SSV (voxel RAE = 7.8 ± 3.02). Gamma analysis pass rates were 99.0 ± 1.2%, 98.8 ± 1.3%, and 98.7 ± 1.52% for DL, MSV, and SSV approaches, respectively. The computational time for MC was the highest (~2 days for a single-bed SPECT study) compared to MSV, SSV, and DL, whereas the DL-based approach outperformed the other approaches in terms of time efficiency (3 s for a single-bed SPECT). Organ-wise analysis showed absolute percent errors of 1.44 ± 3.05%, 1.18 ± 2.65%, and 1.15 ± 2.5% for SSV, MSV, and DL approaches, respectively, in lesion-absorbed doses. Conclusion A hybrid transformer-based deep learning model was developed for fast and accurate dose map generation, outperforming the MIRD approaches, specifically in heterogenous regions. The model achieved accuracy close to MC gold standard and has potential for clinical implementation for use on large-scale datasets.

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)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
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 enseignants0,005
Score d'incertitude au seuil0,011

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

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

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.

Tête enseignante Opus0,032
Tête enseignante GPT0,322
Écart entre enseignants0,290 · 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

Citations27
Publié2024
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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