Detection of gray matter microstructural changes in Alzheimer’s disease continuum using fiber orientation
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: This study aimed to investigate feasible gray matter microstructural biomarkers with high sensitivity for early Alzheimer's disease (AD) detection. We propose a diffusion tensor imaging (DTI) measure, "radiality", as an early AD biomarker. It is the dot product of the normal vector of the cortical surface and primary diffusion direction, which reflects the fiber orientation within the cortical column. METHODS: We analyzed neuroimages from the Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative (ADNI) database, including images from 78 cognitively normal (CN), 50 early mild cognitive impairment (EMCI), 34 late mild cognitive impairment (LMCI), and 39 AD patients. We then evaluated the cortical thickness (CTh), mean diffusivity (MD), which are conventional AD magnetic resonance imaging (MRI) biomarkers, and the amount of accumulated amyloid and tau using positron emission tomography (PET). Radiality was projected on the gray matter surface to compare and validate the changes with different stages alongside other neuroimage biomarkers. RESULTS: The results revealed decreased radiality primarily in the entorhinal, insula, frontal, and temporal cortex with further progression of disease. In particular, radiality could delineate the difference between the CN and EMCI groups, while the other biomarkers could not. We examined the relationship between radiality and other biomarkers to validate its pathological evidence in AD. Overall, radiality showed a high association with conventional biomarkers. Additional ROI analysis revealed the dynamics of AD-related changes as stages onward. CONCLUSION: Radiality in cortical gray matter showed AD-specific changes and relevance with other conventional AD biomarkers with high sensitivity. Moreover, radiality could identify the group differences seen in EMCI, representative of changes in early AD, which supports its superiority in early diagnosis compared to that possible with conventional biomarkers. We provide evidence of structural changes with cognitive impairment and suggest radiality as a sensitive biomarker for identifying early AD.
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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 | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| 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 | 0,000 |
| 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 ».