Deep Learning to Differentiate Parkinsonian Syndromes Using Multimodal <scp>Magnetic Resonance Imaging</scp> : A Proof‐of‐Concept Study
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: The differentiation between multiple system atrophy (MSA) and Parkinson's disease (PD) based on clinical diagnostic criteria can be challenging, especially at an early stage. Leveraging deep learning methods and magnetic resonance imaging (MRI) data has shown great potential in aiding automatic diagnosis. OBJECTIVE: The aim was to determine the feasibility of a three-dimensional convolutional neural network (3D CNN)-based approach using multimodal, multicentric MRI data for differentiating MSA and its variants from PD. METHODS: MRI data were retrospectively collected from three MSA French reference centers. We computed quantitative maps of gray matter density (GD) from a T1-weighted sequence and mean diffusivity (MD) from diffusion tensor imaging. These maps were used as input to a 3D CNN, either individually ("monomodal," "GD" or "MD") or in combination ("bimodal," "GD-MD"). Classification tasks included the differentiation of PD and MSA patients. Model interpretability was investigated by analyzing misclassified patients and providing a visual interpretation of the most activated regions in CNN predictions. RESULTS: The study population included 92 patients with MSA (50 with MSA-P, parkinsonian variant; 33 with MSA-C, cerebellar variant; 9 with MSA-PC, mixed variant) and 64 with PD. The best accuracies were obtained for the PD/MSA (0.88 ± 0.03 with GD-MD), PD/MSA-C&PC (0.84 ± 0.08 with MD), and PD/MSA-P (0.78 ± 0.09 with GD) tasks. Patients misclassified by the CNN exhibited fewer and milder image alterations, as found using an image-based z score analysis. Activation maps highlighted regions involved in MSA pathophysiology, namely the putamen and cerebellum. CONCLUSIONS: Our findings hold promise for developing an efficient, MRI-based, and user-independent diagnostic tool suitable for differentiating parkinsonian syndromes in clinical practice. © 2025 The Author(s). Movement Disorders published by Wiley Periodicals LLC on behalf of International Parkinson and Movement Disorder Society.
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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) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| 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 ».