scholarly journals Personalized Brachytherapy Dose Reconstruction using Deep Learning

Author(s):  
Azadeh Akhavanallaf ◽  
Reza Mohammadi ◽  
Isaac Shiri ◽  
Yazdan Salimi ◽  
Hossein Arabi ◽  
...  
Author(s):  
Yongbao Li ◽  
Fan Xiao ◽  
Biaoshui Liu ◽  
Mengke Qi ◽  
Xingyu Lu ◽  
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Abstract Objective: To develop a novel deep learning-based 3D in vivo dose reconstruction framework with electronic portal imaging device (EPID) for magnetic resonance-linear accelerators (MR-LINACs). Approach: The proposed method directly back-projected 2D portal dose into 3D patient coarse dose, which bypassed the complicated patient-to-EPID scatter estimation step used in conventional methods. A pre-trained convolutional neural network (CNN) was then employed to map the coarse dose to the final accurate dose. The electron return effect caused by the magnetic field was captured with the CNN model. Patient dose and portal dose datasets were synchronously generated with Monte Carlo simulation for 96 patients (78 cases for training and validation and 18 cases for testing) treated with fixed-beam intensity-modulated radiotherapy in four different tumor sites, including the brain, nasopharynx, lung, and rectum. Beam angles from the training dataset were further rotated 2–3 times, and doses were recalculated to augment the datasets. Results: The comparison between reconstructed doses and MC ground truth doses showed mean absolute errors < 0.88% for all tumor sites. The averaged 3D γ-passing rates (3%, 2 mm) were 97.42%±2.66% (brain), 98.53%±0.95% (nasopharynx), 99.41%±0.46% (lung), and 98.63%±1.01% (rectum). The dose volume histograms and indices also showed good consistency. The average dose reconstruction time, including back projection and CNN dose mapping, was less than 3 s for each individual beam. Significance: The proposed method can be potentially used for accurate and fast 3D dosimetric verification for online adaptive radiotherapy using MR-LINACs.


Author(s):  
Stellan Ohlsson
Keyword(s):  

2019 ◽  
Vol 53 (3) ◽  
pp. 281-294
Author(s):  
Jean-Michel Foucart ◽  
Augustin Chavanne ◽  
Jérôme Bourriau

Nombreux sont les apports envisagés de l’Intelligence Artificielle (IA) en médecine. En orthodontie, plusieurs solutions automatisées sont disponibles depuis quelques années en imagerie par rayons X (analyse céphalométrique automatisée, analyse automatisée des voies aériennes) ou depuis quelques mois (analyse automatique des modèles numériques, set-up automatisé; CS Model +, Carestream Dental™). L’objectif de cette étude, en deux parties, est d’évaluer la fiabilité de l’analyse automatisée des modèles tant au niveau de leur numérisation que de leur segmentation. La comparaison des résultats d’analyse des modèles obtenus automatiquement et par l’intermédiaire de plusieurs orthodontistes démontre la fiabilité de l’analyse automatique; l’erreur de mesure oscillant, in fine, entre 0,08 et 1,04 mm, ce qui est non significatif et comparable avec les erreurs de mesures inter-observateurs rapportées dans la littérature. Ces résultats ouvrent ainsi de nouvelles perspectives quand à l’apport de l’IA en Orthodontie qui, basée sur le deep learning et le big data, devrait permettre, à moyen terme, d’évoluer vers une orthodontie plus préventive et plus prédictive.


2020 ◽  
Author(s):  
L Pennig ◽  
L Lourenco Caldeira ◽  
C Hoyer ◽  
L Görtz ◽  
R Shahzad ◽  
...  
Keyword(s):  

2020 ◽  
Author(s):  
A Heinrich ◽  
M Engler ◽  
D Dachoua ◽  
U Teichgräber ◽  
F Güttler
Keyword(s):  

2020 ◽  
Author(s):  
J Suykens ◽  
T Eelbode ◽  
J Daenen ◽  
P Suetens ◽  
F Maes ◽  
...  

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