Tractography from T1-weighted MRI: Empirically exploring the clinical viability of streamline propagation without diffusion MRI
Notice bibliographique
Résumé
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.
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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 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| 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 ».