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Enregistrement W4400932948 · doi:10.1162/imag_a_00259

Tractography from T1-weighted MRI: Empirically exploring the clinical viability of streamline propagation without diffusion MRI

2024· article· en· W4400932948 sur OpenAlexaff
Leon Y. Cai, Ho Hin Lee, Graham W. Johnson, Nancy R. Newlin, Karthik Ramadass, Michael E. Kim, Derek B. Archer, Timothy J. Hohman, Angela L. Jefferson, J. Patrick Begnoche, Brian D. Boyd, Warren D. Taylor, Victoria L. Morgan, Dario J. Englot, Vishwesh Nath, Silky Chotai, Laura A. Barquero, Micah D’Archangel, Laurie E. Cutting, Benoît M. Dawant, François Rheault, Daniel Moyer, Kurt G. Schilling, John C. Gore, Bennett A. Landman

Notice bibliographique

RevueImaging Neuroscience · 2024
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueAdvanced Neuroimaging Techniques and Applications
Établissements canadiensUniversité de Sherbrooke
Organismes subventionnairesEunice Kennedy Shriver National Institute of Child Health and Human DevelopmentNational Center for Advancing Translational SciencesNational Institute of Biomedical Imaging and BioengineeringAlzheimer's AssociationNational Institute on AgingNational Institute of Diabetes and Digestive and Kidney DiseasesVanderbilt Memory and Alzheimer's CenterVanderbilt University Medical CenterVanderbilt UniversityNational Institute of Neurological Disorders and StrokeNational Institute of General Medical SciencesNational Institute of Mental HealthNational Institutes of HealthNational Science Foundation
Mots-clésTractographyDiffusion MRIComputer sciencePopulationNeuroimagingLimitingWhite matterArtificial intelligenceMagnetic resonance imagingMedicinePsychologyNeuroscienceRadiology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

estimation of white matter (WM) pathways in the brain. One key limitation to this technique is that modern tractography implementations require high angular resolution diffusion imaging (HARDI). However, HARDI can be difficult to collect clinically, limiting the reach of tractography analyses to research cohorts and thus limiting many WM investigations to certain populations and pathologies. As such, a clinically viable tractography solution applicable to wider patient populations scanned as a part of routine care would be of key significance in broadening WM analyses to underfunded or rarer diseases and to the clinical setting. Such a solution would require the ability to perform arbitrary tractography analyses, use only clinical imaging for input, and be open source and widely accessible and implementable. Thus, here we evaluate our recently developed, containerized, and open-source, T1-weighted (T1w) MRI-based deep learning model for streamline propagation. We empirically assess its performance against traditional dMRI-based and established atlas-based approaches in a healthy young population, an aging one, and in those with epilepsy, depression, and brain cancer. In the healthy young population, we find slightly increased error compared to traditional tractography with the deep learning model that falls within the bounds attributable to dMRI variability and is considerably less than the atlas-based approach. Further, seeking to replicate previously published dMRI tractography effects in the remaining cohorts as an initial assessment of clinical viability, we find this model successfully does so in some key cases-particularly in applications that rely on long-range streamlines including those not captured by the atlas-based approach-but importantly not all. These results suggest a deep learning-based approach to tractography with T1w MRI demonstrates promise within the limitations of our definition of clinical viability and especially over atlas-based approaches but requires refinement and more robust consideration of out-of-distribution effects prior to widespread clinical use. We also find these results raise additional questions regarding the differences in image content between dMRI and T1w MRI and their relationship to tractography. Further investigation of these questions will improve the field's understanding of which features of the brain influence measured tractography effects.

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 enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,005
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,030
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,020
Score d'incertitude au seuil0,040

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0050,030
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0020,002
Science ouverte0,0010,002
Intégrité de la recherche0,0020,002
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,001

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.

Tête enseignante Opus0,125
Tête enseignante GPT0,415
Écart entre enseignants0,290 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations4
Publié2024
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