Robust automated computational approach for classifying frontotemporal neurodegeneration: Multimodal/multicenter neuroimaging

Autores
Donnelly Kehoe, Patricio Andres; Pascariello, Guido Orlando; García, Adolfo Martín; Hodges, John R.; Miller, Bruce; Rosen, Howie; Manes, Facundo Francisco; Landin Romero, Ramon; Matallana, Diana; Serrano, Cecilia Mariela; Herrera, Eduar; Reyes, Pablo; Santamaria-Garcia, Hernando; Kumfor, Fiona; Piguet, Olivier; Ibañez, Agustin Mariano; Sedeño, Lucas
Año de publicación
2019
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Introduction: Timely diagnosis of behavioral variant frontotemporal dementia (bvFTD) remains challenging because it depends on clinical expertise and potentially ambiguous diagnostic guidelines. Recent recommendations highlight the role of multimodal neuroimaging and machine learning methods as complementary tools to address this problem. Methods: We developed an automatic, cross-center, multimodal computational approach for robust classification of patients with bvFTD and healthy controls. We analyzed structural magnetic resonance imaging and resting-state functional connectivity from 44 patients with bvFTD and 60 healthy controls (across three imaging centers with different acquisition protocols) using a fully automated processing pipeline, including site normalization, native space feature extraction, and a random forest classifier. Results: Our method successfully combined multimodal imaging information with high accuracy (91%), sensitivity (83.7%), and specificity (96.6%). Discussion: This multimodal approach enhanced the system's performance and provided a clinically informative method for neuroimaging analysis. This underscores the relevance of combining multimodal imaging and machine learning as a gold standard for dementia diagnosis.
Fil: Donnelly Kehoe, Patricio Andres. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Centro Internacional Franco Argentino de Ciencias de la Información y de Sistemas. Universidad Nacional de Rosario. Centro Internacional Franco Argentino de Ciencias de la Información y de Sistemas; Argentina
Fil: Pascariello, Guido Orlando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Centro Internacional Franco Argentino de Ciencias de la Información y de Sistemas. Universidad Nacional de Rosario. Centro Internacional Franco Argentino de Ciencias de la Información y de Sistemas; Argentina
Fil: García, Adolfo Martín. Universidad Nacional de Cuyo; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Neurociencia Cognitiva. Fundación Favaloro. Instituto de Neurociencia Cognitiva; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Neurociencias Cognitivas y Traslacional; Argentina
Fil: Hodges, John R.. University Of Technology Sydney.; Australia
Fil: Miller, Bruce. University of California; Estados Unidos
Fil: Rosen, Howie. University of California; Estados Unidos
Fil: Manes, Facundo Francisco. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Neurociencia Cognitiva. Fundación Favaloro. Instituto de Neurociencia Cognitiva; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Neurociencias Cognitivas y Traslacional; Argentina
Fil: Landin Romero, Ramon. University Of Technology Sydney.; Australia
Fil: Matallana, Diana. Pontificia Universidad Javeriana; Colombia
Fil: Serrano, Cecilia Mariela. Hospital Cesar Milstein; Argentina
Fil: Herrera, Eduar. Universidad Icesi; Colombia
Fil: Reyes, Pablo. Hospital Universitario San Ignacio; Colombia
Fil: Santamaria-Garcia, Hernando. Hospital Universitario San Ignacio; Colombia
Fil: Kumfor, Fiona. Australian Research Council; Australia
Fil: Piguet, Olivier. University Of Technology Sydney.; Australia
Fil: Ibañez, Agustin Mariano. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Neurociencia Cognitiva. Fundación Favaloro. Instituto de Neurociencia Cognitiva; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Neurociencias Cognitivas y Traslacional; Argentina. Universidad Autónoma del Caribe; Colombia. Universidad Adolfo Ibañez; Chile
Fil: Sedeño, Lucas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Neurociencia Cognitiva. Fundación Favaloro. Instituto de Neurociencia Cognitiva; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Neurociencias Cognitivas y Traslacional; Argentina
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DATA-DRIVEN COMPUTATIONAL APPROACHES
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Nivel de accesibilidad
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Methods: We developed an automatic, cross-center, multimodal computational approach for robust classification of patients with bvFTD and healthy controls. We analyzed structural magnetic resonance imaging and resting-state functional connectivity from 44 patients with bvFTD and 60 healthy controls (across three imaging centers with different acquisition protocols) using a fully automated processing pipeline, including site normalization, native space feature extraction, and a random forest classifier. Results: Our method successfully combined multimodal imaging information with high accuracy (91%), sensitivity (83.7%), and specificity (96.6%). Discussion: This multimodal approach enhanced the system's performance and provided a clinically informative method for neuroimaging analysis. This underscores the relevance of combining multimodal imaging and machine learning as a gold standard for dementia diagnosis.Fil: Donnelly Kehoe, Patricio Andres. 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Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Neurociencias Cognitivas y Traslacional; ArgentinaFil: Hodges, John R.. University Of Technology Sydney.; AustraliaFil: Miller, Bruce. University of California; Estados UnidosFil: Rosen, Howie. University of California; Estados UnidosFil: Manes, Facundo Francisco. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Neurociencia Cognitiva. Fundación Favaloro. Instituto de Neurociencia Cognitiva; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Neurociencias Cognitivas y Traslacional; ArgentinaFil: Landin Romero, Ramon. University Of Technology Sydney.; AustraliaFil: Matallana, Diana. Pontificia Universidad Javeriana; ColombiaFil: Serrano, Cecilia Mariela. Hospital Cesar Milstein; ArgentinaFil: Herrera, Eduar. Universidad Icesi; ColombiaFil: Reyes, Pablo. Hospital Universitario San Ignacio; ColombiaFil: Santamaria-Garcia, Hernando. Hospital Universitario San Ignacio; ColombiaFil: Kumfor, Fiona. Australian Research Council; AustraliaFil: Piguet, Olivier. University Of Technology Sydney.; AustraliaFil: Ibañez, Agustin Mariano. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Neurociencia Cognitiva. Fundación Favaloro. Instituto de Neurociencia Cognitiva; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Neurociencias Cognitivas y Traslacional; Argentina. Universidad Autónoma del Caribe; Colombia. Universidad Adolfo Ibañez; ChileFil: Sedeño, Lucas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Neurociencia Cognitiva. Fundación Favaloro. 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