Use of Brain MRI Atlases to Determine Boundaries of Age-Related Pathology: The Importance of Statistical Method
Notice bibliographique
Résumé
INTRODUCTION: Neurodegenerative disease diagnoses may be supported by the comparison of an individual patient's brain magnetic resonance image (MRI) with a voxel-based atlas of normal brain MRI. Most current brain MRI atlases are of young to middle-aged adults and parametric, e.g., mean ± standard deviation (SD); these atlases require data to be Gaussian. Brain MRI data, e.g., grey matter (GM) proportion images, from normal older subjects are apparently not Gaussian. We created a nonparametric and a parametric atlas of the normal limits of GM proportions in older subjects and compared their classifications of GM proportions in Alzheimer's disease (AD) patients. METHODS: Using publicly available brain MRI from 138 normal subjects and 138 subjects diagnosed with AD (all 55-90 years), we created: a mean ± SD atlas to estimate parametrically the percentile ranks and limits of normal ageing GM; and, separately, a nonparametric, rank order-based GM atlas from the same normal ageing subjects. GM images from AD patients were then classified with respect to each atlas to determine the effect statistical distributions had on classifications of proportions of GM in AD patients. RESULTS: The parametric atlas often defined the lower normal limit of the proportion of GM to be negative (which does not make sense physiologically as the lowest possible proportion is zero). Because of this, for approximately half of the AD subjects, 25-45% of voxels were classified as normal when compared to the parametric atlas; but were classified as abnormal when compared to the nonparametric atlas. These voxels were mainly concentrated in the frontal and occipital lobes. DISCUSSION: To our knowledge, we have presented the first nonparametric brain MRI atlas. In conditions where there is increasing variability in brain structure, such as in old age, nonparametric brain MRI atlases may represent the limits of normal brain structure more accurately than parametric approaches. Therefore, we conclude that the statistical method used for construction of brain MRI atlases should be selected taking into account the population and aim under study. Parametric methods are generally robust for defining central tendencies, e.g., means, of brain structure. Nonparametric methods are advisable when studying the limits of brain structure in ageing and neurodegenerative disease.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,096 | 0,189 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,006 | 0,005 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,005 |
| Communication savante | 0,007 | 0,004 |
| Science ouverte | 0,003 | 0,003 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,003 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».