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    Red neuronal cristalina: aplicación al procesamiento de neuroimágenes ponderadas por difusión

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    Las imágenes por difusión son un tipo de imágenes por resonancia magnética especialmente sensibles a la dirección de difusión de las moléculas de agua. Utilizándolas es posible determinar el movimiento de dichas moléculas en base a modelos biofísicos. Esta es un técnica muy utilizada para estudiar la microestructura del tejido nervioso y la conectividad cerebral. En este artículo presentamos un nuevo modelo de difusión, inspirado en las redes neuronales arti ficiales, que propone una arquitectura de red cristalina. Se presenta el modelo junto a una propuesta de método para ajustarlo. Para evaluar el desempeño se desarrollaron pruebas sobre fantomas virtuales que imitan posibles disposiciones de fi bras nerviosas. El modelo propuesto convergió en el ajuste sobre los fantomas y mostró potencial para resolver disposiciones que otros modelos estándares de difusión no pueden, como cruces y curvas en las fi bras.Sociedad Argentina de Informática e Investigación Operativ

    Red neuronal cristalina: aplicación al procesamiento de neuroimágenes ponderadas por difusión

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    Las imágenes por difusión son un tipo de imágenes por resonancia magnética especialmente sensibles a la dirección de difusión de las moléculas de agua. Utilizándolas es posible determinar el movimiento de dichas moléculas en base a modelos biofísicos. Esta es un técnica muy utilizada para estudiar la microestructura del tejido nervioso y la conectividad cerebral. En este artículo presentamos un nuevo modelo de difusión, inspirado en las redes neuronales arti ficiales, que propone una arquitectura de red cristalina. Se presenta el modelo junto a una propuesta de método para ajustarlo. Para evaluar el desempeño se desarrollaron pruebas sobre fantomas virtuales que imitan posibles disposiciones de fi bras nerviosas. El modelo propuesto convergió en el ajuste sobre los fantomas y mostró potencial para resolver disposiciones que otros modelos estándares de difusión no pueden, como cruces y curvas en las fi bras.Sociedad Argentina de Informática e Investigación Operativ

    Red neuronal cristalina: aplicación al procesamiento de neuroimágenes ponderadas por difusión

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    Las imágenes por difusión son un tipo de imágenes por resonancia magnética especialmente sensibles a la dirección de difusión de las moléculas de agua. Utilizándolas es posible determinar el movimiento de dichas moléculas en base a modelos biofísicos. Esta es un técnica muy utilizada para estudiar la microestructura del tejido nervioso y la conectividad cerebral. En este artículo presentamos un nuevo modelo de difusión, inspirado en las redes neuronales arti ficiales, que propone una arquitectura de red cristalina. Se presenta el modelo junto a una propuesta de método para ajustarlo. Para evaluar el desempeño se desarrollaron pruebas sobre fantomas virtuales que imitan posibles disposiciones de fi bras nerviosas. El modelo propuesto convergió en el ajuste sobre los fantomas y mostró potencial para resolver disposiciones que otros modelos estándares de difusión no pueden, como cruces y curvas en las fi bras.Sociedad Argentina de Informática e Investigación Operativ

    Diagnostic Performance of MRI Volumetry in Epilepsy Patients With Hippocampal Sclerosis Supported Through a Random Forest Automatic Classification Algorithm

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    Introduction: Several methods offer free volumetry services for MR data that adequately quantify volume differences in the hippocampus and its subregions. These methods are frequently used to assist in clinical diagnosis of suspected hippocampal sclerosis in temporal lobe epilepsy. A strong association between severity of histopathological anomalies and hippocampal volumes was reported using MR volumetry with a higher diagnostic yield than visual examination alone. Interpretation of volumetry results is challenging due to inherent methodological differences and to the reported variability of hippocampal volume. Furthermore, normal morphometric differences are recognized in diverse populations that may need consideration. To address this concern, we highlighted procedural discrepancies including atlas definition and computation of total intracranial volume that may impact volumetry results. We aimed to quantify diagnostic performance and to propose reference values for hippocampal volume from two well-established techniques: FreeSurfer v.06 and volBrain-HIPS. Methods: Volumetry measures were calculated using clinical T1 MRI from a local population of 61 healthy controls and 57 epilepsy patients with confirmed unilateral hippocampal sclerosis. We further validated the results by a state-of-the-art machine learning classification algorithm (Random Forest) computing accuracy and feature relevance to distinguish between patients and controls. This validation process was performed using the FreeSurfer dataset alone, considering morphometric values not only from the hippocampus but also from additional non-hippocampal brain regions that could be potentially relevant for group classification. Mean reference values and 95% confidence intervals were calculated for left and right hippocampi along with hippocampal asymmetry degree to test diagnostic accuracy. Results: Both methods showed excellent classification performance (AUC:> 0.914) with noticeable differences in absolute (cm3) and normalized volumes. Hippocampal asymmetry was the most accurate discriminator from all estimates (AUC:1~0.97). Similar results were achieved in the validation test with an automatic classifier (AUC:>0.960), disclosing hippocampal structures as the most relevant features for group differentiation among other brain regions. Conclusion: We calculated reference volumetry values from two commonly used methods to accurately identify patients with temporal epilepsy and hippocampal sclerosis. Validation with an automatic classifier confirmed the principal role of the hippocampus and its subregions for diagnosis.Fil: Princich, Juan Pablo. Universidad Nacional Arturo Jauretche. Unidad Ejecutora de Estudios en Neurociencias y Sistemas Complejos. Provincia de Buenos Aires. Ministerio de Salud. Hospital Alta Complejidad en Red El Cruce Dr. Néstor Carlos Kirchner Samic. Unidad Ejecutora de Estudios en Neurociencias y Sistemas Complejos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Unidad Ejecutora de Estudios en Neurociencias y Sistemas Complejos; Argentina. Gobierno de la Ciudad Autonoma de Buenos Aires. Hospital de Pediatria Juan Pedro Garrahan. Direccion Asociada de Docencia E Investigacion; ArgentinaFil: 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; ArgentinaFil: Deleglise, Álvaro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Fisiología y Biofísica Bernardo Houssay. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Fisiología y Biofísica Bernardo Houssay; ArgentinaFil: Vallejo Azar, Mariana Nahir. Universidad Nacional Arturo Jauretche. Unidad Ejecutora de Estudios en Neurociencias y Sistemas Complejos. Provincia de Buenos Aires. Ministerio de Salud. Hospital Alta Complejidad en Red El Cruce Dr. Néstor Carlos Kirchner Samic. Unidad Ejecutora de Estudios en Neurociencias y Sistemas Complejos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Unidad Ejecutora de Estudios en Neurociencias y Sistemas Complejos; ArgentinaFil: 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; ArgentinaFil: Seoane, Pablo. Universidad Nacional Arturo Jauretche. Unidad Ejecutora de Estudios en Neurociencias y Sistemas Complejos. Provincia de Buenos Aires. Ministerio de Salud. Hospital Alta Complejidad en Red El Cruce Dr. Néstor Carlos Kirchner Samic. Unidad Ejecutora de Estudios en Neurociencias y Sistemas Complejos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Unidad Ejecutora de Estudios en Neurociencias y Sistemas Complejos; Argentina. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Hospital General de Agudos "Ramos Mejía"; ArgentinaFil: Verón Do Santos, José Gabriel. Universidad Nacional Arturo Jauretche. Unidad Ejecutora de Estudios en Neurociencias y Sistemas Complejos. Provincia de Buenos Aires. Ministerio de Salud. Hospital Alta Complejidad en Red El Cruce Dr. Néstor Carlos Kirchner Samic. Unidad Ejecutora de Estudios en Neurociencias y Sistemas Complejos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Unidad Ejecutora de Estudios en Neurociencias y Sistemas Complejos; ArgentinaFil: Collavini, Santiago. Universidad Nacional Arturo Jauretche. Unidad Ejecutora de Estudios en Neurociencias y Sistemas Complejos. Provincia de Buenos Aires. Ministerio de Salud. Hospital Alta Complejidad en Red El Cruce Dr. Néstor Carlos Kirchner Samic. Unidad Ejecutora de Estudios en Neurociencias y Sistemas Complejos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Unidad Ejecutora de Estudios en Neurociencias y Sistemas Complejos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones en Electrónica, Control y Procesamiento de Señales. Universidad Nacional de La Plata. Instituto de Investigaciones en Electrónica, Control y Procesamiento de Señales; Argentina. Universidad Nacional Arturo Jauretche. Instituto de Ingeniería y Agronomía; ArgentinaFil: Nasimbera, Alejandro Hugo. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Hospital General de Agudos "Ramos Mejía"; Argentina. Universidad Nacional Arturo Jauretche. Unidad Ejecutora de Estudios en Neurociencias y Sistemas Complejos. Provincia de Buenos Aires. Ministerio de Salud. Hospital Alta Complejidad en Red El Cruce Dr. Néstor Carlos Kirchner Samic. Unidad Ejecutora de Estudios en Neurociencias y Sistemas Complejos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Unidad Ejecutora de Estudios en Neurociencias y Sistemas Complejos; ArgentinaFil: Kochen, Sara Silvia. Universidad Nacional Arturo Jauretche. Unidad Ejecutora de Estudios en Neurociencias y Sistemas Complejos. Provincia de Buenos Aires. Ministerio de Salud. Hospital Alta Complejidad en Red El Cruce Dr. Néstor Carlos Kirchner Samic. Unidad Ejecutora de Estudios en Neurociencias y Sistemas Complejos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Unidad Ejecutora de Estudios en Neurociencias y Sistemas Complejos; Argentin

    A multidimensional and multi-feature framework for cardiac interoception

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    Interoception (the sensing of inner-body signals) is a multi-faceted construct with major relevance for basic and clinical neuroscience research. However, the neurocognitive signatures of this domain (cutting across behavioral, electrophysiological, and fMRI connectivity levels) are rarely reported in convergent or systematic fashion. Additionally, various controversies in the field might reflect the caveats of standard interoceptive accuracy (IA) indexes, mainly based on heartbeat detection (HBD) tasks. Here we profit from a novel IA index (md) to provide a convergent multidimensional and multi-feature approach to cardiac interoception. We found that outcomes from our IA-md index are associated with –and predicted by– canonical markers of interoception, including the hd-EEG-derived heart-evoked potential (HEP), fMRI functional connectivity within interoceptive hubs (insular, somatosensory, and frontal networks), and socio-emotional skills. Importantly, these associations proved more robust than those involving current IA indexes. Furthermore, this pattern of results persisted when taking into consideration confounding variables (gender, age, years of education, and executive functioning). This work has relevant theoretical and clinical implications concerning the characterization of cardiac interoception and its assessment in heterogeneous samples, such as those composed of neuropsychiatric patients.Fil: Fittipaldi, María Sol. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Neurociencia Cognitiva y Traslacional. Fundación Ineco Rosario Sede del Incyt | Instituto de Neurología Cognitiva. Instituto de Neurociencia Cognitiva y Traslacional. Fundación Ineco Rosario Sede del Incyt | Fundación Favaloro. Instituto de Neurociencia Cognitiva y Traslacional. Fundación Ineco Rosario Sede del Incyt; ArgentinaFil: Abrevaya, Sofia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Neurociencia Cognitiva y Traslacional. Fundación Ineco Rosario Sede del Incyt | Instituto de Neurología Cognitiva. Instituto de Neurociencia Cognitiva y Traslacional. Fundación Ineco Rosario Sede del Incyt | Fundación Favaloro. Instituto de Neurociencia Cognitiva y Traslacional. Fundación Ineco Rosario Sede del Incyt; ArgentinaFil: de la Fuente de la Torre, Laura Alethia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; ArgentinaFil: 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; ArgentinaFil: Hesse Rizzi, Eugenia Fátima. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Neurociencia Cognitiva y Traslacional. Fundación Ineco Rosario Sede del Incyt | Instituto de Neurología Cognitiva. Instituto de Neurociencia Cognitiva y Traslacional. Fundación Ineco Rosario Sede del Incyt | Fundación Favaloro. Instituto de Neurociencia Cognitiva y Traslacional. Fundación Ineco Rosario Sede del Incyt; ArgentinaFil: Birba, Agustina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Neurociencia Cognitiva y Traslacional. Fundación Ineco Rosario Sede del Incyt | Instituto de Neurología Cognitiva. Instituto de Neurociencia Cognitiva y Traslacional. Fundación Ineco Rosario Sede del Incyt | Fundación Favaloro. Instituto de Neurociencia Cognitiva y Traslacional. Fundación Ineco Rosario Sede del Incyt; ArgentinaFil: Salamone, Paula Celeste. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Neurociencia Cognitiva y Traslacional. Fundación Ineco Rosario Sede del Incyt | Instituto de Neurología Cognitiva. Instituto de Neurociencia Cognitiva y Traslacional. Fundación Ineco Rosario Sede del Incyt | Fundación Favaloro. Instituto de Neurociencia Cognitiva y Traslacional. Fundación Ineco Rosario Sede del Incyt; ArgentinaFil: Hildebrandt, Malin. Institute for Clinical Psychology and Psychotherapy; AlemaniaFil: Alarco Martí, Sofía. Universidad Favaloro; ArgentinaFil: Pautassi, Ricardo Marcos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra; ArgentinaFil: Huepe, David. Universidad Adolfo Ibañez; ChileFil: Martorell Martorell, Miquel. Universidad Favaloro; ArgentinaFil: Yoris, Adrián. Universidad Favaloro; ArgentinaFil: Roca, María. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Neurociencia Cognitiva y Traslacional. Fundación Ineco Rosario Sede del Incyt | Instituto de Neurología Cognitiva. Instituto de Neurociencia Cognitiva y Traslacional. Fundación Ineco Rosario Sede del Incyt | Fundación Favaloro. Instituto de Neurociencia Cognitiva y Traslacional. Fundación Ineco Rosario Sede del Incyt; ArgentinaFil: García, Adolfo Martín. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Neurociencia Cognitiva y Traslacional. Fundación Ineco Rosario Sede del Incyt | Instituto de Neurología Cognitiva. Instituto de Neurociencia Cognitiva y Traslacional. Fundación Ineco Rosario Sede del Incyt | Fundación Favaloro. Instituto de Neurociencia Cognitiva y Traslacional. Fundación Ineco Rosario Sede del Incyt; ArgentinaFil: Sedeño, Lucas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Neurociencia Cognitiva y Traslacional. Fundación Ineco Rosario Sede del Incyt | Instituto de Neurología Cognitiva. Instituto de Neurociencia Cognitiva y Traslacional. Fundación Ineco Rosario Sede del Incyt | Fundación Favaloro. Instituto de Neurociencia Cognitiva y Traslacional. Fundación Ineco Rosario Sede del Incyt; ArgentinaFil: Ibañez, Agustin Mariano. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Neurociencia Cognitiva y Traslacional. Fundación Ineco Rosario Sede del Incyt | Instituto de Neurología Cognitiva. Instituto de Neurociencia Cognitiva y Traslacional. Fundación Ineco Rosario Sede del Incyt | Fundación Favaloro. Instituto de Neurociencia Cognitiva y Traslacional. Fundación Ineco Rosario Sede del Incyt; Argentina. Universidad Adolfo Ibañez; Chile. Universidad Autónoma del Caribe; Colombi

    Looking for Alzheimer's Disease morphometric signatures using machine learning techniques

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    Background: We present our results in the International challenge for automated prediction of MCI from MRI data. We evaluate the performance of MRI-based neuromorphometrics features (nMF) in the classification of Healthy Controls (HC), Mild Cognitive Impairment (MCI), converters MCI (cMCI) and Alzheimer's Disease (AD) patients. New methods: We propose to segregate participants in three groups according to Mini Mental State Examination score (MMSEs), searching for the main nMF in each group. Then we use them to develop a Multi Classifier System (MCS). We compare the MCS against a single classifier scheme using both MMSEs+nMF and nMF only. We repeat this comparison using three state-of-the-art classification algorithms. Results: The MCS showed the best performance on both Accuracy and Area Under the Receiver Operating Curve (AUC) in comparison with single classifiers. The multiclass AUC for the MCS classification on Test Dataset were 0.83 for HC, 0.76 for cMCI, 0.65 for MCI and 0.95 for AD. Furthermore, MCS's optimum accuracy on Neurodegenerative Disease (ND) detection (AD+cMCI vs MCI+HC) was 81.0% (AUC = 0.88), while the single classifiers got 71.3% (AUC = 0.86) and 63.1% (AUC = 0.79) for MMSEs+nMF and only nMF respectively. Comparison with existing method: The proposed MCS showed a better performance than using all nMF into a single state-of-the-art classifier. Conclusions: These findings suggest that using cognitive scoring, e.g. MMSEs, in the design of a Multi Classifier System improves performance by allowing a better selection of MRI-based features.Fil: Donnelly Kehoe, Patricio Andres. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Pascariello, Guido Orlando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Gómez, Juan Carlos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

    Diagnostic Performance of MRI Volumetry in Epilepsy Patients With Hippocampal Sclerosis Supported Through a Random Forest Automatic Classification Algorithm

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    Introduction: Several methods offer free volumetry services for MR data that adequately quantify volume differences in the hippocampus and its subregions. These methods are frequently used to assist in clinical diagnosis of suspected hippocampal sclerosis in temporal lobe epilepsy. A strong association between severity of histopathological anomalies and hippocampal volumes was reported using MR volumetry with a higher diagnostic yield than visual examination alone. Interpretation of volumetry results is challenging due to inherent methodological differences and to the reported variability of hippocampal volume. Furthermore, normal morphometric differences are recognized in diverse populations that may need consideration. To address this concern, we highlighted procedural discrepancies including atlas definition and computation of total intracranial volume that may impact volumetry results. We aimed to quantify diagnostic performance and to propose reference values for hippocampal volume from two well-established techniques: FreeSurfer v.06 and volBrain-HIPS. Methods: Volumetry measures were calculated using clinical T1 MRI from a local population of 61 healthy controls and 57 epilepsy patients with confirmed unilateral hippocampal sclerosis. We further validated the results by a state-of-the-art machine learning classification algorithm (Random Forest) computing accuracy and feature relevance to distinguish between patients and controls. This validation process was performed using the FreeSurfer dataset alone, considering morphometric values not only from the hippocampus but also from additional non-hippocampal brain regions that could be potentially relevant for group classification. Mean reference values and 95% confidence intervals were calculated for left and right hippocampi along with hippocampal asymmetry degree to test diagnostic accuracy. Results: Both methods showed excellent classification performance (AUC:> 0.914) with noticeable differences in absolute (cm³) and normalized volumes. Hippocampal asymmetry was the most accurate discriminator from all estimates (AUC:1~0.97). Similar results were achieved in the validation test with an automatic classifier (AUC:>0.960), disclosing hippocampal structures as the most relevant features for group differentiation among other brain regions. Conclusion: We calculated reference volumetry values from two commonly used methods to accurately identify patients with temporal epilepsy and hippocampal sclerosis. Validation with an automatic classifier confirmed the principal role of the hippocampus and its subregions for diagnosis.Facultad de IngenieríaInstituto de Investigaciones en Electrónica, Control y Procesamiento de Señale

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

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    Q1588-598Introduction 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
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