論文の概要: Machine Learning Based Radiomics for Glial Tumor Classification and
Comparison with Volumetric Analysis
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2208.06739v1
- Date: Sat, 13 Aug 2022 22:09:53 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2022-08-16 13:34:27.140093
- Title: Machine Learning Based Radiomics for Glial Tumor Classification and
Comparison with Volumetric Analysis
- Title(参考訳): グリア腫瘍分類のための機械学習に基づく放射能と体積解析との比較
- Authors: Sevcan Turk, Kaya Oguz, Mehmet Orman, Emre Caliskan, Yesim Ertan,
Erkin Ozgiray, Taner Akalin, Ashok Srinivasan, Omer Kitis
- Abstract要約: 造影T1強調像, T2強調像, FLAIR画像, 3T MRIで得られたADC画像の57例を振り返って検討した。
腫瘍は, 腫瘍壊死, 嚢胞, 浮腫の増悪部位と非増悪部位に区分した。
腫瘍の総容積,隆起性腫瘍,浮腫,壊死量,腫瘍総容積に対する比を測定した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Purpose; The purpose of this study is to classify glial tumors into grade II,
III and IV categories noninvasively by application of machine learning to
multi-modal MRI features in comparison with volumetric analysis. Methods; We
retrospectively studied 57 glioma patients with pre and postcontrast T1
weighted, T2 weighted, FLAIR images, and ADC maps acquired on a 3T MRI. The
tumors were segmented into enhancing and nonenhancing portions, tumor necrosis,
cyst and edema using semiautomated segmentation of ITK-SNAP open source tool.
We measured total tumor volume, enhancing-nonenhancing tumor, edema, necrosis
volume and the ratios to the total tumor volume. Training of a support vector
machine (SVM) classifier and artificial neural network (ANN) was performed with
labeled data designed to answer the question of interest. Specificity,
sensitivity, and AUC of the predictions were computed by means of ROC analysis.
Differences in continuous measures between groups were assessed by using
Kruskall Wallis, with post hoc Dunn correction for multiple comparisons.
Results; When we compared the volume ratios between groups, there was
statistically significant difference between grade IV and grade II-III glial
tumors. Edema and tumor necrosis volume ratios for grade IV glial tumors were
higher than that of grade II and III. Volumetric ratio analysis could not
distinguish grade II and III tumors successfully. However, SVM and ANN
correctly classified each group with accuracies up to 98% and 96%. Conclusion;
Application of machine learning methods to MRI features can be used to classify
brain tumors noninvasively and more readily in clinical settings.
- Abstract(参考訳): 目的; 本研究の目的は, 容積解析と比較して, 機械学習をマルチモーダルMRI特徴に応用することにより, グリア腫瘍をグレードII, III, IVカテゴリーに非侵襲的に分類することである。
方法: 3T MRIにて得られたT1強調画像, T2重み画像, FLAIR画像, ADCマップの57例について検討した。
腫瘍は,ITK-SNAPオープンソースツールの半自動セグメンテーションを用いて,腫瘍壊死,嚢胞,浮腫の増強と非増強に区分した。
総腫瘍容積,増悪性腫瘍,浮腫,壊死量および全腫瘍容積に対する比を測定した。
関心事に答えるためにラベル付きデータを用いて支援ベクトルマシン(SVM)分類器と人工知能ニューラルネットワーク(ANN)の訓練を行った。
ROC分析により,予測の特異性,感度,AUCを算出した。
Kruskall Wallis を用いて群間の連続的な測定値の差を評価し, 複数比較のためのポストホックダン補正を行った。
結果: 群間の体積比を比較すると, grade iv と grade ii-iii のグリア腫瘍との間に有意な差が認められた。
グレードIVグリア腫瘍に対する浮腫,腫瘍壊死容積比は,グレードII,IIIより高かった。
ボリューム比分析ではグレードIIとIIIの腫瘍の鑑別が困難であった。
しかし、SVMとANNは、それぞれのグループを98%と96%の精度で正しく分類した。
結論:MRI機能への機械学習手法の適用は、臨床現場で脳腫瘍を非侵襲的に容易に分類するために用いられる。
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