Harmonized low‐dose computed tomographic protocols for quantitative lung imaging using dose modulation and advanced reconstructions
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Quantitative computed tomography (QCT) lung imaging is employed in many multi-center studies. Standardized protocols have used fixed volumetric CT dose index (CTDIvol) adjusted for body mass index to minimize dose while accounting for participant size. Dose modulation and iterative/deep-learning reconstruction (IR/DLR) offer new opportunities for QCT standardization for a multi-center protocol. PURPOSE: To develop harmonized reduced dose lung QCT protocols implementing dose modulation and IR/DLR in the context of the Precision Intervention for Severe Asthma (PrecISE) multi-center study. METHODS: A low-dose protocol was first developed on one state-of-the-art scanner having similar quantitative characteristics to a widely used standard-dose protocol as a reference for establishing harmonized protocols for a range of CT systems across four major manufacturers and ten sites. An anthropomorphic chest phantom with outer chest plates (LUNGMAN Chest Phantom, Kyoto; 43.5 cm left-right, 22.9 cm anterior-posterior) and custom inserts containing differently attenuating materials was imaged using varying dose modulation and IR/DLR settings. Hounsfield Unit (HU), standard deviations (SD), and coefficient of variation (CoV) in multiple density standards, including standardized foams, lung tissue, air, and water were compared for measures of accuracy, noise, and precision. The in-plane and z-direction modulation transfer functions (MTF) were also derived from a cubic insert. Purpose-built segmentation software (Pulmonary Analysis Software Suite, PASS) assured sampling of similar regions of interest. Final protocols included dose modulation-IR/DLR combinations yielding target low-dose CTDIvol, which minimized HU mean differences and SD, and maximized MTF compared to the reference-standard. RESULTS: The low-dose protocols achieved a mean CTDIvol reduction of 54% ± 7% (range 42%-70%) compared with the current standard-dose (SPIROMICS and MESALung). Compared to the reference-standard, mean HU difference was 12.0 ± 9.2 HU (range 0.4-28.5 HU) for air and 1.9 ± 1.3 HU (range 0.0-4.5 HU) for water inserts across the other nine low-dose protocols, and HU SD was lower in nine of ten low-dose protocols compared to standard-dose. HU CoV for all 10 low-dose protocols were near 0 for air and ranged 2.3-33.4 for water. MTF measurements were 2.71-4.22 and 4.02-7.13 cycles/cm for 50% and 20% cutoffs, respectively, compared with 3.17-3.50 and 4.68-5.54 cycles/cm for standard-dose. CONCLUSION: We provide harmonized low-dose QCT protocols using manufacturers' current dose modulation and IR/DLR techniques to reduce radiation dose by up to 70% and broadly maintain measurement accuracy and precision suitable for multi-center studies.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».