Erros no software para scanners de ressonância magnética colocam em dúvida 40.000 estudos científicos

Um estudo minucioso da metodologia de pesquisa usando imagens por ressonância magnética invalida os resultados de todo um ramo da ciência. Por várias décadas, neurocientistas e psicólogos cognitivos usaram os programas estatísticos AFNI , SPM e FSL para analisar dados de ressonância magnética . Como se viu, devido a algoritmos incorretos, esses programas podem retornar até 70% dos resultados positivos falsos, em vez dos 5% esperados.

Assim, aproximadamente 40.000 trabalhos científicos publicados nas últimas décadas, com base nos dados de ressonância magnética, são imediatamente questionados. Além disso, uma nova avaliação de validade pode ter um forte impacto na interpretação dos resultados de neuroimagem.

A ressonância magnética funcional é usada na medicina há mais de 25 anos, e é simplesmente surpreendente que até agora os métodos estatísticos mais frequentemente usados ​​no software de ressonância magnética não tenham sido confirmados em dados reais , escrevem os autores de um estudo publicado em 27 de junho de 2016. Journal of Proceedings da Academia Nacional de Ciências .

Os métodos estatísticos são a base para a interpretação dos resultados da ressonância magnética. Esse método de neuroimagem permite determinar a ativação de uma determinada área do cérebro durante seu funcionamento normal sob a influência de vários fatores físicos (por exemplo, movimento do corpo) e várias condições patológicas.

No processo de neuroimagem, de acordo com os resultados da ressonância magnética nos resultados obtidos com a alta resolução, o cérebro é dividido em seções minúsculas (voxels). O software examina os voxels e os combina em grupos "ativos" que correspondem à ativação de uma área específica do cérebro.


Imagem da fMRI com aglomerados amarelos nos quais "é notada atividade aumentada"

O problema é que esse procedimento estatístico é realizado incorretamente e, como se vê, não atende aos requisitos científicos para o erro máximo dos dados estatísticos. Os autores do artigo científico escrevem: "Nossos resultados mostram que a principal razão para agrupamentos incorretos são as funções espaciais da autocorrelação, que não correspondem à distribuição gaussiana estimada".

Por exemplo, um bug no software 3dClustSim (parte do pacote AFNI ) esteve presente por 15 anos e foi corrigido apenas em maio de 2015, durante a preparação deste estudo, afirmam autores do trabalho científico da Universidade de Linkoping (Suécia) e da Universidade de Warwick (Grã-Bretanha).

Durante a verificação dos resultados dos programas, os dados da ressonância magnética funcional em repouso foram comparados para 499 pacientes saudáveis ​​do grupo controle para obter 3 milhões de tomogramas. Verificou-se que a porcentagem de resultados falso-positivos é muito superior aos 5% esperados e chega a 70%. Os pesquisadores concluem que os métodos estatísticos paramétricos usados ​​nos populares pacotes de software SPM, FSL e AFNI são realmente inadequados para a análise de cluster dos resultados de fMRI, uma vez que os resultados não correspondem à distribuição normal.

É o que acontece quando a pesquisa é realizada sem verificar a exatidão dos instrumentos médicos quanto à conformidade com os padrões científicos de estatística.

Os autores de trabalhos científicos da área médica provavelmente agora terão que realizar estudos repetidos para repetir o resultado usando ferramentas confiáveis ​​com métodos estatísticos válidos.

Portanto, quando você conhecer outro estudo com resultados de ressonância magnética, deve tomar cuidado com esses resultados. Existe até uma história em quadrinhos do XKCD sobre esse assunto .



Surpreendentemente, a história em quadrinhos foi desenhada muito antes do estudo dos métodos estatísticos para o agrupamento de fMRI voxel por cientistas da Universidade de Linkoping e da Universidade de Warwick.

Source: https://habr.com/ru/post/pt395695/