Lead-DBS v2: Towards a comprehensive pipeline for deep brain stimulation imaging
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Deep brain stimulation (DBS) is a highly efficacious treatment option for movement disorders and a growing number of other indications are investigated in clinical trials. To ensure optimal treatment outcome, exact electrode placement is required. Moreover, to analyze the relationship between electrode location and clinical results, a precise reconstruction of electrode placement is required, posing specific challenges to the field of neuroimaging. Since 2014 the open source toolbox Lead-DBS is available, which aims at facilitating this process. The tool has since become a popular platform for DBS imaging. With support of a broad community of researchers worldwide, methods have been continuously updated and complemented by new tools for tasks such as multispectral nonlinear registration, structural / functional connectivity analyses, brain shift correction, reconstruction of microelectrode recordings and orientation detection of segmented DBS leads. The rapid development and emergence of these methods in DBS data analysis require us to revisit and revise the pipelines introduced in the original methods publication. Here we demonstrate the updated DBS and connectome pipelines of Lead-DBS using a single patient example with state-of-the-art high-field imaging as well as a retrospective cohort of patients scanned in a typical clinical setting at 1.5T. Imaging data of the 3T example patient is co-registered using five algorithms and nonlinearly warped into template space using ten approaches for comparative purposes. After reconstruction of DBS electrodes (which is possible using three methods and a specific refinement tool), the volume of tissue activated is calculated for two DBS settings using four distinct models and various parameters. Finally, four whole-brain tractography algorithms are applied to the patient’s preoperative diffusion MRI data and structural as well as functional connectivity between the stimulation volume and other brain areas are estimated using a total of eight approaches and datasets. In addition, we demonstrate impact of selected preprocessing strategies on the retrospective sample of 51 PD patients. We compare the amount of variance in clinical improvement that can be explained by the computer model depending on the method of choice. This work represents a multi-institutional collaborative effort to develop a comprehensive, open source pipeline for DBS imaging and connectomics, which has already empowered several studies, and may facilitate a variety of future studies in the field.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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 | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| 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 | 0,000 |
| 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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, 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 ».