Skip to main content
Erschienen in: Japanese Journal of Radiology 6/2021

05.02.2021 | Original Article

Convolutional neural network in nasopharyngeal carcinoma: how good is automatic delineation for primary tumor on a non-contrast-enhanced fat-suppressed T2-weighted MRI?

verfasst von: Lun M. Wong, Qi Yong H. Ai, Frankie K. F. Mo, Darren M. C. Poon, Ann D. King

Erschienen in: Japanese Journal of Radiology | Ausgabe 6/2021

Einloggen, um Zugang zu erhalten

Abstract

Purpose

Convolutional neural networks (CNNs) show potential for delineating cancers on contrast-enhanced MRI (ce-MRI) but there are clinical scenarios in which administration of contrast is not desirable. We investigated performance of the CNN for delineating primary nasopharyngeal carcinoma (NPC) on non-contrast-enhanced images and compared the performance to that on ce-MRI.

Materials and methods

We retrospectively analyzed primary NPC in 195 patients using a well-established CNN, U-Net, for tumor delineation on the non-contrast-enhanced fat-suppressed (fs)-T2W, ce-T1W and ce-fs-T1W images. The CNN-derived delineations were compared to manual delineations to obtain Dice similarity coefficient (DSC) and average surface distance (ASD). The DSC and ASD on fs-T2W were compared to those on ce-MRI. Primary tumor volumes (PTVs) of CNN-derived delineations were compared to that of manual delineations.

Results

The CNN for NPC delineation on fs-T2W images showed similar DSC (0.71 ± 0.09) and ASD (0.21 ± 0.48 cm) to those on ce-T1W images (0.71 ± 0.09 and 0.17 ± 0.19 cm, respectively) (p > 0.05), and lower DSC but similar ASD to ce-fs-T1W images (0.73 ± 0.09, p < 0.001; and 0.17 ± 0.20 cm, p > 0.05). The CNN overestimated PTVs on all sequences (p < 0.001).

Conclusion

The CNN showed promise for NPC delineation on fs-T2W images in cases where it is desirable to avoid contrast agent injection. The CNN overestimated PTVs on all sequences.
Anhänge
Nur mit Berechtigung zugänglich
Literatur
2.
Zurück zum Zitat Amin MB, Edge S, Greene F, Byrd DR, Brookland RK, Washington MK, et al. AJCC Cancer Staging Manual. 8th ed. Amin MB, Edge S, Greene F, Byrd DR, Brookland RK, Washington MK, et al., editors. Springer International Publishing; 2017. Amin MB, Edge S, Greene F, Byrd DR, Brookland RK, Washington MK, et al. AJCC Cancer Staging Manual. 8th ed. Amin MB, Edge S, Greene F, Byrd DR, Brookland RK, Washington MK, et al., editors. Springer International Publishing; 2017.
6.
Zurück zum Zitat Linge A, Lohaus F, Löck S, Nowak A, Gudziol V, Valentini C, et al. HPV status, cancer stem cell marker expression, hypoxia gene signatures and tumour volume identify good prognosis subgroups in patients with HNSCC after primary radiochemotherapy: A multicentre retrospective study of the German Cancer Consortium Radiation. Radiother Oncol. 2016;121(3):364–73. https://doi.org/10.1016/j.radonc.2016.11.008.CrossRefPubMed Linge A, Lohaus F, Löck S, Nowak A, Gudziol V, Valentini C, et al. HPV status, cancer stem cell marker expression, hypoxia gene signatures and tumour volume identify good prognosis subgroups in patients with HNSCC after primary radiochemotherapy: A multicentre retrospective study of the German Cancer Consortium Radiation. Radiother Oncol. 2016;121(3):364–73. https://​doi.​org/​10.​1016/​j.​radonc.​2016.​11.​008.CrossRefPubMed
17.
25.
Zurück zum Zitat Paszke A, Gross S, Massa F, Lerer A, Bradbury J, Chanan G, et al. PyTorch: An Imperative Style, High-Performance Deep Learning Library. In: Advances in Neural Information Processing Systems 32. Curran Associates, Inc.; 2019. p. 8024–35. Paszke A, Gross S, Massa F, Lerer A, Bradbury J, Chanan G, et al. PyTorch: An Imperative Style, High-Performance Deep Learning Library. In: Advances in Neural Information Processing Systems 32. Curran Associates, Inc.; 2019. p. 8024–35.
Metadaten
Titel
Convolutional neural network in nasopharyngeal carcinoma: how good is automatic delineation for primary tumor on a non-contrast-enhanced fat-suppressed T2-weighted MRI?
verfasst von
Lun M. Wong
Qi Yong H. Ai
Frankie K. F. Mo
Darren M. C. Poon
Ann D. King
Publikationsdatum
05.02.2021
Verlag
Springer Singapore
Erschienen in
Japanese Journal of Radiology / Ausgabe 6/2021
Print ISSN: 1867-1071
Elektronische ISSN: 1867-108X
DOI
https://doi.org/10.1007/s11604-021-01092-x

Weitere Artikel der Ausgabe 6/2021

Japanese Journal of Radiology 6/2021 Zur Ausgabe

„Übersichtlicher Wegweiser“: Lauterbachs umstrittener Klinik-Atlas ist online

17.05.2024 Klinik aktuell Nachrichten

Sie sei „ethisch geboten“, meint Gesundheitsminister Karl Lauterbach: mehr Transparenz über die Qualität von Klinikbehandlungen. Um sie abzubilden, lässt er gegen den Widerstand vieler Länder einen virtuellen Klinik-Atlas freischalten.

Klinikreform soll zehntausende Menschenleben retten

15.05.2024 Klinik aktuell Nachrichten

Gesundheitsminister Lauterbach hat die vom Bundeskabinett beschlossene Klinikreform verteidigt. Kritik an den Plänen kommt vom Marburger Bund. Und in den Ländern wird über den Gang zum Vermittlungsausschuss spekuliert.

Darf man die Behandlung eines Neonazis ablehnen?

08.05.2024 Gesellschaft Nachrichten

In einer Leseranfrage in der Zeitschrift Journal of the American Academy of Dermatology möchte ein anonymer Dermatologe bzw. eine anonyme Dermatologin wissen, ob er oder sie einen Patienten behandeln muss, der eine rassistische Tätowierung trägt.

Ein Drittel der jungen Ärztinnen und Ärzte erwägt abzuwandern

07.05.2024 Klinik aktuell Nachrichten

Extreme Arbeitsverdichtung und kaum Supervision: Dr. Andrea Martini, Sprecherin des Bündnisses Junge Ärztinnen und Ärzte (BJÄ) über den Frust des ärztlichen Nachwuchses und die Vorteile des Rucksack-Modells.

Update Radiologie

Bestellen Sie unseren Fach-Newsletter und bleiben Sie gut informiert.