MétaCan
Menu
← Retour à la cohorte
Enregistrement W4409119917 · doi:10.1002/mp.17782

Trade‐off of different deep learning‐based auto‐segmentation approaches for treatment planning of pediatric craniospinal irradiation autocontouring of OARs for pediatric CSI

2025· article· en· W4409119917 sur OpenAlexaffabout
A. Thibodeau-Antonacci, Marija Popović, O. Ates, Chia‐Ho Hua, James Schneider, Sonia Skamene, Carolyn Freeman, Shirin A. Enger, James Man Git Tsui

Notice bibliographique

RevueMedical Physics · 2025
Typearticle
Langueen
DomainePhysics and Astronomy
ThématiqueAdvanced Radiotherapy Techniques
Établissements canadiensJewish General HospitalMcGill University
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésContouringContext (archaeology)MedicineSegmentationMedical physicsNuclear medicineRadiation treatment planningRadiation oncologistRadiation therapyArtificial intelligenceComputer scienceRadiology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: As auto-segmentation tools become integral to radiotherapy, more commercial products emerge. However, they may not always suit our needs. One notable example is the use of adult-trained commercial software for the contouring of organs at risk (OARs) of pediatric patients. PURPOSE: This study aimed to compare three auto-segmentation approaches in the context of pediatric craniospinal irradiation (CSI): commercial, out-of-the-box, and in-house. METHODS: CT scans from 142 pediatric patients undergoing CSI were obtained from St. Jude Children's Research Hospital (training: 115; validation: 27). A test dataset comprising 16 CT scans was collected from the McGill University Health Centre. All images underwent manual delineation of 18 OARs. LimbusAI v1.7 served as the commercial product, while nnU-Net was trained for benchmarking. Additionally, a two-step in-house approach was pursued where smaller 3D CT scans containing the OAR of interest were first recovered and then used as input to train organ-specific models. Three variants of the U-Net architecture were explored: a basic U-Net, an attention U-Net, and a 2.5D U-Net. The dice similarity coefficient (DSC) assessed segmentation accuracy, and the DSC trend with age was investigated (Mann-Kendall test). A radiation oncologist determined the clinical acceptability of all contours using a five-point Likert scale. RESULTS: Differences in the contours between the validation and test datasets reflected the distinct institutional standards. The lungs and left kidney displayed an increasing age-related trend of the DSC values with LimbusAI on the validation and test datasets. LimbusAI contours of the esophagus were often truncated distally and mistaken for the trachea for younger patients, resulting in a DSC score of less than 0.5 on both datasets. Additionally, the kidneys frequently exhibited false negatives, leading to mean DSC values that were up to 0.11 lower on the validation set and 0.07 on the test set compared to the other models. Overall, nnU-Net achieved good performance for body organs but exhibited difficulty differentiating the laterality of head structures, resulting in a large variation of DSC values with the standard deviation reaching 0.35 for the lenses. All in-house models generally had similar DSC values when compared against each other and nnU-Net. Inference time on the test data was between 47-55 min on a Central Processing Unit (CPU) for the in-house models, while it was 1h 21m with a V100 Graphics Processing Unit (GPU) for nnU-Net. CONCLUSIONS: LimbusAI could not adapt well to pediatric anatomy for the esophagus and the kidneys. When commercial products do not suit the study population, the nnU-Net is a viable option but requires adjustments. In resource-constrained settings, the in-house model provides an alternative. Implementing an automated segmentation tool requires careful monitoring and quality assurance regardless of the approach.

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)0,002
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,004
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: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,008
Score d'incertitude au seuil0,017

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0020,004
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,001
Bibliométrie0,0010,000
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 Opus0,025
Tête enseignante GPT0,306
Écart entre enseignants0,281 · 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
GenreEmpirique

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

En bref

Citations5
Publié2025
Routes d'admission2
Résumé présentoui

Explorer davantage

Même revueMedical Physics→Même sujetAdvanced Radiotherapy Techniques→Travaux en français237 207→