Un estudio piloto sobre la consistencia del protocolo y la reproducibilidad de la métrica gráfica en los conectomas...

Área de la Ciencia:

• La neuroimagen es una técnica de neuroimagen.
• La neurociencia computacional es una neurociencia computacional.
• Ingeniería Biomédica Ingeniería Biomédica.

Sus antecedentes:

• Los conectomas ponderados por la microestructura integran parámetros de difusión en redes cerebrales estructurales.
• Estas redes biológicamente informadas son prometedoras en la detección de alteraciones neurológicas, como en la esclerosis múltiple.
• Sin embargo, la reproducibilidad de estos conectomas ponderados por la microestructura no está bien establecida.

Objetivo del estudio:

• Para evaluar la reproducibilidad de los conectomas cerebrales ponderados con el tensor de difusión y los parámetros de Bingham-NODDI.
• Para evaluar la consistencia temporal, inter-sitio e inter-protocolo de los parámetros de ponderación y las métricas de gráficos.
• Para identificar estrategias de ponderación confiables y métricas de gráficos para conectomas ponderados por microestructura.

Principales métodos:

• Utilizó un protocolo de adquisición de imágenes de resonancia magnética de difusión (dMRI) de cuatro capas.
• Datos adquiridos fantasma e in vivo (N=4) para evaluaciones de reproducibilidad.
• Coeficientes de variación calculados (CV) y sesgos de Bland-Altman para parámetros de ponderación y métricas de gráficos.

Principales resultados:

• La anisotropía fraccionaria (FA), la difusividad media (MD), la fracción de volumen intra-neurita (INVF) y la fracción de volumen intra-celular (ICVF) demostraron una alta reproducibilidad (CV < 5%).
• El índice de dispersión de orientación y el parámetro de concentración beta mostraron una mala reproducibilidad (CV > 5%) y fueron excluidos.
• Las métricas gráficas de los conectomas ponderados por FA, MD e INVF fueron consistentes, siendo la modularidad una excepción.
• Los conectomas ponderados por la fracción de volumen extracelular (ECVF) exhibieron una mala reproducibilidad (CV > 5%, ICC < 0,5).

Conclusiones:

• Los conectomas ponderados por microestructura, en particular los que utilizan FA, MD e INVF, demuestran una reproducibilidad confiable.
• Se identifican estrategias de ponderación específicas y métricas de gráficos que tienen la mayor consistencia.
• Los hallazgos apoyan el potencial de las métricas de red de los conectomas ponderados como biomarcadores para la conectividad cerebral alterada en condiciones neurológicas.