Localized prediction of tissue outcome in acute ischemic stroke patients using diffusion- and perfusion-weighted MRI datasets
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: An accurate prediction of tissue outcome in acute ischemic stroke patients is of high interest for treatment decision making. To date, various machine learning models have been proposed that combine multi-parametric imaging data for this purpose. However, most of these machine learning models were trained using voxel information extracted from the whole brain, without taking differences in susceptibility to ischemia into account that exist between brain regions. The aim of this study was to develop and evaluate a local tissue outcome prediction approach, which makes predictions using locally trained machine learning models and thus accounts for regional differences. MATERIAL AND METHODS: Multi-parametric MRI data from 99 acute ischemic stroke patients were used for the development and evaluation of the local tissue outcome prediction approach. Diffusion (ADC) and perfusion parameter maps (CBF, CBV, MTT, Tmax) and corresponding follow-up lesion masks for each patient were registered to the MNI brain atlas. Logistic regression (LR) and random forest (RF) models were trained employing a local approach, which makes predictions using models individually trained for each specific voxel position using the corresponding local data. A global approach, which uses a single model trained using all voxels of the brain, was used for comparison. Tissue outcome predictions resulting from the global and local RF and LR models, as well as a combined (hybrid) approach were quantitatively evaluated and compared using the area under the receiver operating characteristic curve (ROC AUC), the Dice coefficient, and the sensitivity and specificity metrics. RESULTS: Statistical analysis revealed the highest ROC AUC and Dice values for the hybrid approach. With 0.872 (ROC AUC; LR) and 0.353 (Dice; RF), these values were significantly higher (p < 0.01) than the values of the two other approaches. In addition, the local approach achieved the highest sensitivity of 0.448 (LR). Overall, the hybrid approach was only outperformed in sensitivity (LR) by the local approach and in specificity by both other approaches. However, in these cases the effect sizes were comparatively small. CONCLUSION: The results of this study suggest that using locally trained machine learning models can lead to better lesion outcome prediction results compared to a single global machine learning model trained using all voxel information independent of the location in the brain.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
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 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 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 ».