Sensitivity of multi-parametric quantitative magnetic resonance imaging for multiple sclerosis pathology
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: In recent years, quantitative magnetic resonance imaging (MRI) made progress towards clinical applicability mainly through advances in acceleration techniques. In patients with multiple sclerosis (MS), objective quantitative MRI-based characterization of subtle pathological alterations in lesions, perilesion (PL), as well as normal-appearing (NA) white matter (NAWM) and grey matter (NAGM) would revolutionize clinical assessment. While numerous quantitative techniques have been applied in studies of MS patients, their diagnostic significance especially for individual patients with relatively short disease duration is unclear. Therefore, we investigated the sensitivity of several quantitative MRI parameters to focal and diffuse MS pathology in a clinical feasibility study with a small sample size. METHODS: In 13 MS patients with a mean disease duration of 8 years and a mean EDSS of 1.1 as well as 14 healthy age-matched controls (HC), we acquired nine (semi-)quantitative magnetic resonance (MR) biomarkers, namely myelin water fraction (MWF), magnetization transfer (MT) saturation (MTsat), inhomogeneous MT ratio (ihMTR), quantitative longitudinal relaxation time (qT1), intrinsic (qT2) and effective (qT2*) quantitative transverse relaxation times, proton density (PD), quantitative susceptibility mapping (QSM), and the ratio between T1-weighted and T2-weighted images (T1w/T2w). Four volumes of interest were automatically defined (NA/HC grey matter (GM), NA/HC white matter (WM), lesion, and PL), and biomarker values were analyzed between groups and tissue types. RESULTS: For all nine assessed biomarkers, mean values per patient were significantly different between lesion, PL, and NAWM (p < 0.05, FDR corrected). The lesion values of qT1, qT2, qT2 * , PD, and QSM were rather inhomogeneous. Furthermore, MWF, MTsat, and ihMTR were sensitive to diffuse WM pathology in MS with the largest absolute differences between NAWM and HCWM medians, albeit not statistically significant after correction for multiple testing. DISCUSSION: In our study, we successfully compared nine different quantitative MR parameters within the same subjects for tissue characterization of MS. Our study adds relevant aspects to the current debate on different sensitivities of various quantitative MR biomarkers to MS pathology. While all investigated MR biomarkers allowed characterizing lesions in individual patients, a separation of NAWM and HCWM could be most promising with the myelin-sensitive measures MWF, MTsat, and ihMTR.
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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 | 0,005 | 0,016 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 ».