Deep learning assessment of inflammation in axial spondylarthritis and quantitative analysis of myelin water in multiple sclerosis
Notice bibliographique
Résumé
Magnetic resonance imaging (MRI) is a valuable tool for diagnosing inflammatory diseases, such as axial spondyloarthritis (SpA) and multiple sclerosis (MS). However, interpreting certain types of MRI images, such as short tau inversion recovery (STIR) and fluid-attenuated inversion recovery (FLAIR) scans for SpA and MS, respectively, presents challenges due to the need for experienced physicians and the low reliability between different readers. To address these limitations, this thesis aims to explore the use of deep learning in axial SpA and assess the feasibility of applying multiple inversion recovery (mIR) magnetic resonance fingerprinting (MRF) in MS. These efforts have the potential to improve the accuracy and reliability of MRI interpretation in disease related conditions. The text below outlines several vital studies on applying deep learning or innovative MR techniques in medical imaging for conditions, including SpA and MS. In the first study, a deep learning model was trained using a dataset of 389 participants' sacroiliitis MRIs. The deep learning model exhibited improved performance through “fake-color” imaging, as indicated by satisfactory sensitivity, specificity, and positive predictive value at various evaluation levels. A deep learning-based scoring pipeline was developed using the Spondyloarthritis Research Consortium of Canada system, integrating various deep learning models, including the one from the first study. The high intraclass correlation coefficient values suggested a strong consistency between human readers and the deep learning-based scoring pipeline. In addition to sacroiliitis, the feasibility of a deep learning model in spinal MRI was investigated using STIR MRIs from 247 participants. The findings indicated that the deep learning model's sensitivity, specificity, and positive predictive value at the image and scan levels were comparable to those of a general radiologist. These experiments demonstrated the potential of deep learning in managing SpA. The final study focused on applying mIR MRF with multicompartment analysis to assess myelin water, a biomarker of myelin, in MS patients. Statistical analysis highlighted significant differences (P-value < 0.01) between healthy controls and MS patients, demonstrating that the myelin water fraction (MWF) could provide valuable insights about demyelination. Notably, MWF was able to detect all MS lesions in the white matter, including those that were previously invisible in magnetization-prepared rapid acquisition with gradient echo (MPRAGE).
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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 | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| 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 ».