Machine learning applied to neuroimaging for diagnosis of adult classic Chiari malformation: role of the basion as a key morphometric indicator
Notice bibliographique
Résumé
OBJECTIVE The current diagnostic criterion for Chiari malformation Type I (CM-I), based on tonsillar herniation (TH), includes a diversity of patients with amygdalar descent that may be caused by a variety of factors. In contrast, patients presenting with an overcrowded posterior cranial fossa, a key characteristic of the disease, may remain misdiagnosed if they have little or no TH. The objective of the present study was to use machine-learning classification methods to identify morphometric measures that help discern patients with classic CM-I to improve diagnosis and treatment and provide insight into the etiology of the disease. METHODS Fifteen morphometric measurements of the posterior cranial fossa were performed on midsagittal T1-weighted MR images obtained in 195 adult patients diagnosed with CM. Seven different machine-learning classification methods were applied to images from 117 patients with classic CM-I and 50 controls matched by age and sex to identify the best classifiers discriminating the 2 cohorts with the minimum number of parameters. These classifiers were then tested using independent CM cohorts representing different entities of the disease. RESULTS Machine learning identified combinations of 2 and 3 morphometric measurements that were able to discern not only classic CM-I (with more than 5 mm TH) but also other entities such as classic CM-I with moderate TH and CM Type 1.5 (CM-1.5), with high accuracy (> 87%) and independent of the TH criterion. In contrast, lower accuracy was obtained in patients with CM Type 0. The distances from the lower aspect of the corpus callosum, pons, and fastigium to the foramen magnum and the basal and Wackenheim angles were identified as the most relevant morphometric traits to differentiate these patients. The stronger significance (p < 0.01) of the correlations with the clivus length, compared with the supraoccipital length, suggests that these 5 relevant traits would be affected more by the relative position of the basion than the opisthion. CONCLUSIONS Tonsillar herniation as a unique criterion is insufficient for radiographic diagnosis of CM-I, which can be improved by considering the basion position. The position of the basion was altered in different entities of CM, including classic CM-I, classic CM-I with moderate TH, and CM-1.5. The authors propose a predictive model based on 3 parameters, all related to the basion location, to discern classic CM-I with 90% accuracy and suggest considering the anterior alterations in the evaluation of surgical procedures and outcomes.
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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 | 0,003 | 0,010 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 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 ».