Spatial normalization for voxel-based lesion symptom mapping: impact of registration approaches
Notice bibliographique
Résumé
Background: Voxel-based lesion symptom mapping (VLSM) assesses the relation of lesion location at a voxel level with a specific clinical or functional outcome measure at a population level. Spatial normalization, that is, mapping the patient images into an atlas coordinate system, is an essential pre-processing step of VLSM. However, no consensus exists on the optimal registration approach to compute the transformation nor are downstream effects on VLSM statistics explored. In this work, we evaluate four registration approaches commonly used in VLSM pipelines: affine (AR), nonlinear (NLR), nonlinear with cost function masking (CFM), and enantiomorphic registration (ENR). The evaluation is based on a standard VLSM scenario: the analysis of statistical relations of brain voxels and regions in imaging data acquired early after stroke onset with follow-up modified Rankin Scale (mRS) values. Materials and methods: Fluid-attenuated inversion recovery (FLAIR) MRI data from 122 acute ischemic stroke patients acquired between 2 and 3 days after stroke onset and corresponding lesion segmentations, and 30 days mRS values from a European multicenter stroke imaging study (I-KNOW) were available and used in this study. The relation of the voxel location with follow-up mRS was assessed by uni- as well as multi-variate statistical testing based on the lesion segmentations registered using the four different methods (AR, NLR, CFM, ENR; implementation based on the ANTs toolkit). Results: The brain areas evaluated as important for follow-up mRS were largely consistent across the registration approaches. However, NLR, CFM, and ENR led to distortions in the patient images after the corresponding nonlinear transformations were applied. In addition, local structures (for instance the lateral ventricles) and adjacent brain areas remained insufficiently aligned with corresponding atlas structures even after nonlinear registration. Conclusions: For VLSM study designs and imaging data similar to the present work, an additional benefit of nonlinear registration variants for spatial normalization seems questionable. Related distortions in the normalized images lead to uncertainties in the VLSM analyses and may offset the theoretical benefits of nonlinear registration.
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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 | 0,014 | 0,048 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,002 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 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 ».