Automatic measure and normalization of spinal cord cross-sectional area using the pontomedullary junction
Notice bibliographique
Résumé
Spinal cord cross-sectional area (CSA) is a relevant biomarker to assess spinal cord atrophy in neurodegenerative diseases. However, the considerable inter-subject variability among healthy participants currently limits its usage. Previous studies explored factors contributing to the variability, yet the normalization models required manual intervention and used vertebral levels as a reference, which is an imprecise prediction of the spinal levels. In this study we implemented a method to measure CSA automatically from a spatial reference based on the central nervous system (the pontomedullary junction, PMJ), we investigated factors to explain variability, and developed normalization strategies on a large cohort ( N = 804). Following automatic spinal cord segmentation, vertebral labeling and PMJ labeling, the spinal cord CSA was computed on T1w MRI scans from the UK Biobank database. The CSA was computed using two methods. For the first method, the CSA was computed at the level of the C2–C3 intervertebral disc. For the second method, the CSA was computed at 64 mm caudally from the PMJ, this distance corresponding to the average distance between the PMJ and the C2–C3 disc across all participants. The effect of various demographic and anatomical factors was explored, and a stepwise regression found significant predictors; the coefficients of the best fit model were used to normalize CSA. CSA measured at C2–C3 disc and using the PMJ differed significantly (paired t -test, p -value = 0.0002). The best normalization model included thalamus, brain volume, sex and the interaction between brain volume and sex. The coefficient of variation went down for PMJ CSA from 10.09 (without normalization) to 8.59%, a reduction of 14.85%. For CSA at C2–C3, it went down from 9.96 to 8.42%, a reduction of 15.13 %. This study introduces an end-to-end automatic pipeline to measure and normalize cord CSA from a neurological reference. This approach requires further validation to assess atrophy in longitudinal studies. The inter-subject variability of CSA can be partly accounted for by demographics and anatomical factors.
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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 | 0,002 | 0,006 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
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 ».