Modeling the Properties of White Matter Tracts Using Diffusion Tensor Imaging to Characterize Patterns of Injury in Aging and Neurodegenerative Disease
Notice bibliographique
Résumé
Diffusion tensor imaging (DTI) is a relatively novel magnetic resonance-based imaging methodology that can provide valuable insight into the microstructure of white matter tracts of the brain. In this paper, we evaluated the reliability and reproducibility of deriving a semi-automated pseudo-atlas DTI tractography method vs. standard atlas-based analysis alternatives, for use in clinical cohorts with neurodegeneration and ventriculomegaly. We showed that the semi-automated pseudo-atlas DTI tractography method was reliable and reproducible across different cohorts, generating 97.7% of all tracts. However, DTI metrics obtained from both methods were significantly different across the majority of cohorts and white matter tracts (p < 0.001). Despite this, we showed that both methods produced patterns of white matter injury that are consistent with findings reported in the literature and with DTI profiles generated from these methodologies. Scatter plots comparing DTI metrics obtained from each methodology showed that the pseudo-atlas method produced metrics that implied a more preserved neural structure compared to its counterpart. When comparing DTI metrics against a measure of ventriculomegaly (i.e., Evans’ Index), we showed that the standard atlas-based method was able to detect decreasing white matter integrity with increasing ventriculomegaly, while in contrast, metrics obtained using the pseudo-atlas method were sensitive for stretch or compression in the posterior limb of the internal capsule. Additionally, both methods were able to show an increase in white matter disruption with increasing ventriculomegaly, with the pseudo-atlas method showing less variability and more specificity to changes in white matter tracts near to the ventricles. In this study, we found that there was no true gold-standard for DTI methodologies or atlases. Whilst there was no congruence between absolute values from DTI metrics, differing DTI methodologies were still valid but must be appreciated to be variably sensitive to different changes within white matter injury occurring concurrently. By combining both atlas and pseudo-atlas based methodologies with DTI profiles, it was possible to navigate past such challenges to describe white matter injury changes in the context of confounders, such as neurodegenerative disease and ventricular enlargement, with transparency and consistency.
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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 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 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 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 ».