Structuro-functional surrogates of response to subcallosal cingulate deep brain stimulation for depression
Notice bibliographique
Résumé
Subcallosal cingulate deep brain stimulation produces long-term clinical improvement in approximately half of patients with severe treatment-resistant depression. We hypothesized that both structural and functional brain attributes may be important in determining responsiveness to this therapy. In a treatment-resistant depression subcallosal cingulate deep brain stimulation cohort, we retrospectively examined baseline and longitudinal differences in MRI-derived brain volume (n = 65) and 18F-fluorodeoxyglucose-PET glucose metabolism (n = 21) between responders and non-responders. Support vector machines were subsequently trained to classify patients' response status based on extracted baseline imaging features. A machine learning model incorporating preoperative frontopolar, precentral/frontal opercular and orbitofrontal local volume values classified binary response status (12 months) with 83% accuracy [leave-one-out cross-validation (LOOCV): 80% accuracy] and explained 32% of the variance in continuous clinical improvement. It was also predictive in an out-of-sample subcallosal cingulate deep brain stimulation cohort (n = 21) with differing primary indications (bipolar disorder/anorexia nervosa; 76% accuracy). Adding preoperative glucose metabolism information from rostral anterior cingulate cortex and temporal pole improved model performance, enabling it to predict response status in the treatment-resistant depression cohort with 86% accuracy (LOOCV: 81% accuracy) and explain 67% of clinical variance. Response-related patterns of metabolic and structural post-deep brain stimulation change were also observed, especially in anterior cingulate cortex and neighbouring white matter. Areas where responders differed from non-responders-both at baseline and longitudinally-largely overlapped with depression-implicated white matter tracts, namely uncinate fasciculus, cingulum bundle and forceps minor/rostrum of corpus callosum. The extent of patient-specific engagement of these same tracts (according to electrode location and stimulation parameters) also served as an independent predictor of treatment-resistant depression response status (72% accuracy; LOOCV: 70% accuracy) and augmented performance of the volume-based (88% accuracy; LOOCV: 82% accuracy) and combined volume/metabolism-based support vector machines (100% accuracy; LOOCV: 94% accuracy). Taken together, these results indicate that responders and non-responders to subcallosal cingulate deep brain stimulation exhibit differences in brain volume and metabolism, both pre- and post-surgery. Moreover, baseline imaging features predict response to treatment (particularly when combined with information about local tract engagement) and could inform future patient selection and other clinical decisions.
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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 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 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 | 0,000 |
| 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 ».