Deep learning of joint myelin and T1w MRI features in normal-appearing brain tissue to distinguish between multiple sclerosis patients and healthy controls
Pourquoi ce travail est dans la base
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Notice bibliographique
Résumé
Myelin imaging is a form of quantitative magnetic resonance imaging (MRI) that measures myelin content and can potentially allow demyelinating diseases such as multiple sclerosis (MS) to be detected earlier. Although focal lesions are the most visible signs of MS pathology on conventional MRI, it has been shown that even tissues that appear normal may exhibit decreased myelin content as revealed by myelin-specific images (i.e., myelin maps). Current methods for analyzing myelin maps typically use global or regional mean myelin measurements to detect abnormalities, but ignore finer spatial patterns that may be characteristic of MS. In this paper, we present a machine learning method to automatically learn, from multimodal MR images, latent spatial features that can potentially improve the detection of MS pathology at early stage. More specifically, 3D image patches are extracted from myelin maps and the corresponding T1-weighted (T1w) MRIs, and are used to learn a latent joint myelin-T1w feature representation via unsupervised deep learning. Using a data set of images from MS patients and healthy controls, a common set of patches are selected via a voxel-wise t-test performed between the two groups. In each MS image, any patches overlapping with focal lesions are excluded, and a feature imputation method is used to fill in the missing values. A feature selection process (LASSO) is then utilized to construct a sparse representation. The resulting normal-appearing features are used to train a random forest classifier. Using the myelin and T1w images of 55 relapse-remitting MS patients and 44 healthy controls in an 11-fold cross-validation experiment, the proposed method achieved an average classification accuracy of 87.9% (SD = 8.4%), which is higher and more consistent across folds than those attained by regional mean myelin (73.7%, SD = 13.7%) and T1w measurements (66.7%, SD = 10.6%), or deep-learned features in either the myelin (83.8%, SD = 11.0%) or T1w (70.1%, SD = 13.6%) images alone, suggesting that the proposed method has strong potential for identifying image features that are more sensitive and specific to MS pathology in normal-appearing brain tissues.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,059 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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 découle