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Enregistrement W4391948150 · doi:10.1002/acm2.14297

A deep learning‐based framework (Co‐ReTr) for auto‐segmentation of non‐small cell‐lung cancer in computed tomography images

2024· article· en· W4391948150 sur OpenAlexaff
Tenzin Kunkyab, Zhila Bahrami, Heqing Zhang, Zheng Liu, Derek Hyde

Notice bibliographique

RevueJournal of Applied Clinical Medical Physics · 2024
Typearticle
Langueen
DomainePhysics and Astronomy
ThématiqueAdvanced Radiotherapy Techniques
Établissements canadiensKelowna General HospitalUniversity of British Columbia, Okanagan CampusUniversity of British Columbia
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésComputer scienceDeep learningArtificial intelligenceConvolutional neural networkSegmentationWorkflowTransformerPattern recognition (psychology)DiceImage segmentation

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

PURPOSE: Deep learning-based auto-segmentation algorithms can improve clinical workflow by defining accurate regions of interest while reducing manual labor. Over the past decade, convolutional neural networks (CNNs) have become prominent in medical image segmentation applications. However, CNNs have limitations in learning long-range spatial dependencies due to the locality of the convolutional layers. Transformers were introduced to address this challenge. In transformers with self-attention mechanism, even the first layer of information processing makes connections between distant image locations. Our paper presents a novel framework that bridges these two unique techniques, CNNs and transformers, to segment the gross tumor volume (GTV) accurately and efficiently in computed tomography (CT) images of non-small cell-lung cancer (NSCLC) patients. METHODS: Under this framework, input of multiple resolution images was used with multi-depth backbones to retain the benefits of high-resolution and low-resolution images in the deep learning architecture. Furthermore, a deformable transformer was utilized to learn the long-range dependency on the extracted features. To reduce computational complexity and to efficiently process multi-scale, multi-depth, high-resolution 3D images, this transformer pays attention to small key positions, which were identified by a self-attention mechanism. We evaluated the performance of the proposed framework on a NSCLC dataset which contains 563 training images and 113 test images. Our novel deep learning algorithm was benchmarked against five other similar deep learning models. RESULTS: The experimental results indicate that our proposed framework outperforms other CNN-based, transformer-based, and hybrid methods in terms of Dice score (0.92) and Hausdorff Distance (1.33). Therefore, our proposed model could potentially improve the efficiency of auto-segmentation of early-stage NSCLC during the clinical workflow. This type of framework may potentially facilitate online adaptive radiotherapy, where an efficient auto-segmentation workflow is required. CONCLUSIONS: Our deep learning framework, based on CNN and transformer, performs auto-segmentation efficiently and could potentially assist clinical radiotherapy workflow.

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 distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Autre devis · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,909
Score d'incertitude au seuil0,677

Scores Codex et Gemma par catégorie

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

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 Opus0,015
Tête enseignante GPT0,379
Écart entre enseignants0,364 · 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 tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeAutre devis
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

Citations14
Publié2024
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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