Dergiler / Osmangazi Tıp Dergisi / 2020 / Cilt: 42 - Sayı: 3

Machine Learning in Radiation Oncology

Radyasyon Onkolojisinde Makine O g renmesi

Sayfa
339–349
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

A systematic evaluation of the applicability, limitations and advantages of ML algorithms was performed at each stage.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Artificial intelligence (AI) is a computer science that tries to imitate human-like intelligence on machines using computer software and algorithms without direct human stimuli to perform certain tasks.
📊
Temel Bulgular & Veri:The growth and sharing of data, increased computing power, and developments in ML have initiated a transformation in healthcare.
💡
Sonuç & Katkı:A systematic evaluation of the applicability, limitations and advantages of ML algorithms was performed at each stage.
🔬Tür:Literatür & Derleme Çalışması
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Alan Parametreleri

Özet

Artificial intelligence (AI) is a computer science that tries to imitate human-like intelligence on machines using computer software and algorithms without direct human stimuli to perform certain tasks. Machine learning (ML) is the subunit of AI that uses data-driven algorithms that learn to emulate human behavior based on a previous example or experience. Deep learning (DL) is an ML technique that utilizes deep neural networks to construct a model. The growth and sharing of data, increased computing power, and developments in ML have initiated a transformation in healthcare. Advances in radiation oncology have generated substantial data that must be integrated with computed tomography (CT) imaging, dosimetry, and other imaging modalities before each fraction. There are many algorithms used in Radiation Oncology. Each of these methods has advantages and limitations and different computing requirements. In this paper, we aimed to review the radiotherapy (RT) process by identifying the specific areas in which the quality and efficiency of ML can be increased and a workflow chart can be created. The RT stage is divided into seven groups as patient assessment, simulation, contouring, planning, quality assessment (QA), treatment application, and patient followup. A systematic evaluation of the applicability, limitations and advantages of ML algorithms was performed at each stage.

Abstract

Yapay zeka (YZ), belirli görevleri yerine getirmek için doğrudan insan uyaranları olmadan bilgisayar yazılımı ve algoritmaları kullanan makinelerde insan benzeri zekayı taklit etmeye çalışan bir bilgisayar bilimidir. Makine öğrenimi (MÖ), önceki bir örneğe veya deneyime dayanarak insan davranışını taklit etmeyi öğrenen veri odaklı algoritmalar kullanan yapay zekanın alt birimidir. Derin öğrenme (DÖ), bir model oluşturmak için derin sinir ağlarını kullanan bir MÖ tekniğidir. Verilerin büyümesi ve paylaşımı, artan bilgi işlem gücü ve MÖ'deki gelişmeler sağlık hizmetlerinde bir dönüşüm başlatmıştır. Radyasyon onkolojisindeki ilerlemeler, her fraksiyon öncesi yapılan bilgisayarlı tomografi (BT) görüntülemesi, dozimetri ve görüntüleme ile entegre edilmesi gereken önemli miktarda veri üretmiştir. Radyasyon Onkolojisinde kullanılan birçok algoritma vardır. Bu yöntemlerin her birinin farklı hesaplama gücü gereksinimleriyle avantajları ve sınırlamaları vardır. Bu derlemede, radyoterapi (RT) sürecinin, MÖ ile kalitesinin ve verimliliğinin arttırılabileceği belirli alanları belirleyerek iş akışı sırası ile gözden geçirme amaçlanmıştır. RT aşaması, hasta değerlendirmesi, simülasyon, konturlama, planlama, kalite kontrol, tedavi uygulama ve hasta takibi olarak yedi gruba ayrılmıştır. Her aşamaya MÖ algoritmalarının uygulanabilirliği, sınırlamaları, avantajları ile ilgili sistematik bir değerlendirme yapılmıştır.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

AKÇAY, M., ETİZ, D. (2020). Machine Learning in Radiation Oncology. Osmangazi Tıp Dergisi, Cilt: 42 - Sayı: 3, 339–349. https://ajindex.com/articles/287669

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (17)

  1. Meyer P, Noblet V, Mazzara C, et al. Survey on deep learning for radiotherapy. Comput Biol Med. 2018;98:126–46
  2. LeCun Y, Bengio Y, Hinton G. Deep learning. Nature 2015;521:436–44
  3. Jarrett D, Stride E, Vallis K, et al. Applications and limitations of machine learning in radiation oncology. Br J Radiol. 2019;92:20190001
  4. Boldrini L, Bibault J-E, Masciocchi C, et al. Deep learning: A review for the radiation oncologist. Front Oncol. 2019;9:977
  5. Chen C, He M, Zhu Y, et al. Five critical elements to ensure the precision medicine. Cancer Metastasis Rev. 2015;34:313–8
  6. Bibault JE, Giraud P, Burgun A. Big data and machine learning in radiation oncology: State of the art and future prospects. Cancer Lett. 2016;382:110–7
  7. Lambin P, van Stiphout RG, Starmans MH, et al. Predicting outcomes in radiation oncology— multifactorial decision support systems. Nat Rev Clin Oncol. 2013;10:27–40
  8. Quinlan JR. Induction of decision trees. Mach Learn. 1986;1:81–106
  9. Langley P, Sage S. Induction of selective Bayesian classifiers. Proceedings of the Tenth International Conference on Uncertainty in Artificial Intelligence; San Francisco, USA. Morgan Kaufmann Publishers Inc.; 1994
  10. Patrick EA, Fischer FP. A generalized k-nearest neighbor rule. Inf Control. 1970;16:128–52
  11. Vapnik V. (1982). Estimation of Dependences Based on Empirical Data. New York: SpringerVerlag
  12. Rumelhart DE, McClelland J. (1986) Parallel distributed processing: Explorations in the microstructure of cognition. Cambridge: MIT Press
  13. Miller AA. Developing an ontology for radiation oncology, master of information and communication technology. Research thesis, School of Information Systems and Technology, University of Wollongong; 2012
  14. Feng M, Valdes G, Dixit N, et al. Machine learning in radiation oncology: opportunities, requirements, and needs. Front Oncol. 2018;8:110
  15. Valdes G, Luna JM, Eaton E, et al. MediBoost: a patient stratification tool for interpretable decision making in the era of precision medicine. Sci Rep. 2016;6:37854
  16. Caruana R, Lou Y, Gehrke J, et al. Intelligible models for healthcare: Predicting pneumonia risk and hospital 30-day readmission. Proceedings of the 21th ACM SIGKDD International Conference on Knowledge Discovery and Data Mining; Sidney, Australia. ACM; 2015
  17. Caruana R, Niculescu-Mizil A. An empirical comparison of supervised learning algorithms. Proceedings of the 23rd International Conference on Machine Learning; Pittsburgh, P