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Accès ouvert déclaré 2025 article

Explainable AI for raising confidence in deep learning‐based tumor tracking models

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Rattachement africain : nl, us. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Abstract Background Recently, tumor position monitoring using fluoroscopic images acquired during volumetric modulated arc therapy (VMAT) delivery has become available in a research setting. Accurate tracking during stereotactic body radiotherapy (SBRT), using VMAT, for lung tumors can help to ensure that the tumor is only irradiated when it is inside the planning target volume. Purpose Traditionally, template matching is used to determine the tumor position, but with low tracking rates. A deep learning‐based approach has the potential to improve this, but as deep learning is considered a “black box,” it would be desirable to know when to trust the predictions made by the model. Methods We investigate the reliability and effectiveness of four explainable AI (XAI) methods (Guided Backpropagation (GBP), Layer‐wise Relevance Propagation (LRP), DeepLIFT and PatternAttribtuion) to highlight the most relevant features for a deep learning‐based 2D markerless lung tumor tracking model. The experiments are conducted on two phantoms and six clinical patients with small lung tumors (0.23–2.93 ). Both quantitative and qualitative evaluation is conducted to assess the suitability of the selected XAI methods for tumor tracking. Results Our findings suggest that out of the four selected XAI methods, only GBP and DeepLIFT demonstrate a reliable and consistent behavior across all patients and phantoms; LRP shows good performance in the phantom setting but has lower qualitative results on the clinical data. Conclusions Based on our results, we argue that GBP and DeepLIFT can be used out‐of‐the‐box to explain deep learning‐based tracking models for SBRT using VMAT. Further investigation is needed to develop a robust measure of the model's reliability in clinical practice during treatment delivery.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Explainable AI for raising confidence in deep learning‐based tumor tracking models
Date Crossref
01/07/2025
Éditeur
Wiley
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • Vrije Universiteit Amsterdam pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Siemens Healthcare (United States) pays non établi dans la notice
    Entreprise
  • Varian Medical Systems (United States) pays non établi dans la notice
    Entreprise
  • Synaptiq pays non établi dans la notice
    Institution
  • a Siemens Healthineers Company Palo Alto USA Varian Medical Systems pays non établi dans la notice
    Entreprise

Vrije Universiteit Amsterdam, Siemens Healthcare (United States) et Varian Medical Systems (United States), avec 2 autres affiliations.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

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