Diffusion MRI Indices and Their Relation to Cognitive Impairment in Brain Aging: The Updated Multi-protocol Approach in ADNI3
Notice bibliographique
Résumé
Brain imaging with diffusion-weighted MRI (dMRI) is sensitive to microstructural white matter changes associated with brain aging and neurodegeneration. In its third phase, the Alzheimer’s Disease Neuroimaging Initiative (ADNI3) is collecting data across multiple sites and scanners using different dMRI acquisition protocols, to better understand disease effects. It is vital to understand when data can be pooled across scanners, and how the choice of dMRI protocol affects the sensitivity of extracted measures to differences in clinical impairment. Here, we analyzed ADNI3 data from 317 participants (mean age: 75.4±7.9 years; 143 men/174 women), who were each scanned at one of 47 sites with one of six dMRI protocols using scanners from three different manufacturers. We computed four standard diffusion tensor imaging (DTI) indices including fractional anisotropy (FADTI) and mean, radial, and axial diffusivity, and one FA index based on the tensor distribution function (FATDF), in 24 bilaterally averaged white matter regions of interest. We found that protocol differences significantly affected dMRI indices, in particular FADTI. We ranked the diffusion indices for their strength of association with four clinical assessments. In addition to diagnosis, we evaluated cognitive impairment as indexed by three commonly used screening tools for detecting dementia and Alzheimer’s disease: the Alzheimer’s Disease Assessment Scale (ADAS-cog), the Mini-Mental State Examination (MMSE), and the Clinical Dementia Rating scale sum-of-boxes (CDR-sob). Using a nested random-effects model to account for protocol and site, we found that across all dMRI indices and clinical measures, the hippocampal-cingulum and fornix (crus) / stria terminalis regions most consistently showed strong associations with clinical impairment. Overall, the greatest effect sizes were detected in the hippocampal-cingulum and uncinate fasciculus for associations between axial or mean diffusivity and CDR-sob. FATDF detected robust widespread associations with clinical measures, while FADTI was the weakest of the five indices for detecting associations. Ultimately, we were able to successfully pool dMRI data from multiple acquisition protocols from ADNI3 and detect consistent and robust associations with clinical impairment and age.
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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 | 0,050 | 0,050 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,002 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,004 | 0,006 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,002 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| 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 ».