ComBat-Predict mejora la generalización de los modelos de neuroimagen a nuevos sitios

Área de la Ciencia:

• La neuroimagen y la neurociencia computacional
• La bioestadística y la armonización de datos
• Investigación de las enfermedades neurodegenerativas

Sus antecedentes:

• La neuroimagen es crucial para estudiar el envejecimiento del cerebro y enfermedades como el Alzheimer.
• Los estudios de múltiples sitios son esenciales para la investigación del desarrollo cerebral a gran escala, pero introducen sesgos específicos del sitio.
• Los métodos de armonización existentes luchan por generalizarse a nuevos sitios de datos no vistos.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un nuevo método de armonización, ComBat-Predict (CB-Predict), que se generalice en nuevos sitios.
• Para mitigar el sesgo relacionado con el sitio en conjuntos de datos de neuroimagen de múltiples sitios.
• Mejorar la traducción de los modelos de neuroimagen a nuevos entornos clínicos y de investigación.

Principales métodos:

• ComBat-Predict propuesto (CB-Predict), una extensión del método ComBat para el ajuste del efecto de sitio.
• Aplicado CB-Predict a los datos de la Iniciativa de Neuroimagen de la Enfermedad de Alzheimer (ADNI) y el Consorcio de Gráficos Cerebrales de la Duración de la Vida (LBCC).
• Se evaluó la capacidad de CB-Predict para generalizar a nuevos sitios con datos limitados y efectos de sitio desconocidos.

Principales resultados:

• CB-Predict mitigó efectivamente el sesgo en las medidas de espesor cortical de ADNI al generalizar a nuevos datos.
• El método demostró una alta precisión en la predicción del grosor cortical.
• CB-Predict redujo con éxito la varianza relacionada con el sitio en las puntuaciones del centílio del conjunto de datos LBCC.

Conclusiones:

• ComBat-Predict (CB-Predict) ofrece una solución robusta para armonizar los datos de neuroimagen en múltiples sitios, incluidos sitios nuevos e invisibles.
• El método mejora la generalizabilidad y el potencial de traducción de la investigación de neuroimagen.
• CB-Predict facilita estudios a gran escala más confiables sobre el desarrollo cerebral y la neurodegeneración.