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Enregistrement W2022696841 · doi:10.1371/journal.pone.0044877

Classification of Structural MRI Images in Alzheimer's Disease from the Perspective of Ill-Posed Problems

2012· article· en· W2022696841 sur OpenAlexfundno aff
Ramon Casanova, Fang‐Chi Hsu

Notice bibliographique

RevuePLoS ONE · 2012
Typearticle
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueExplainable Artificial Intelligence (XAI)
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesNational Institute on AgingWake Forest School of MedicineUniversity of California, San DiegoGenentechNational Institutes of HealthNational Institute of Biomedical Imaging and BioengineeringCanadian Institutes of Health ResearchUniversity of California, Los AngelesServierEisaiNorthern California Institute for Research and EducationPfizerBiogenBioClinicaAlzheimer's AssociationAmorfix Life SciencesF. Hoffmann-La RocheMedpaceBristol-Myers SquibbEli Lilly and CompanyAstraZenecaNational Heart, Lung, and Blood InstituteNovartis Pharmaceuticals CorporationSynarcDana FoundationBayer HealthCareAlzheimer's Disease Neuroimaging InitiativeMeso Scale DiagnosticsFoundation for the National Institutes of Health
Mots-clésSupport vector machineArtificial intelligencePrincipal component analysisPattern recognition (psychology)Dimensionality reductionVoxelLinear classifierLinear regressionComputer scienceCurse of dimensionalityMachine learningKernel (algebra)OverfittingFeature vectorClassifier (UML)MathematicsSample size determinationStatisticsArtificial neural network

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: Machine learning neuroimaging researchers have often relied on regularization techniques when classifying MRI images. Although these were originally introduced to deal with "ill-posed" problems it is rare to find studies that evaluate the ill-posedness of MRI image classification problems. In addition, to avoid the effects of the "curse of dimensionality" very often dimension reduction is applied to the data. METHODOLOGY: Baseline structural MRI data from cognitively normal and Alzheimer's disease (AD) patients from the AD Neuroimaging Initiative database were used in this study. We evaluated here the ill-posedness of this classification problem across different dimensions and sample sizes and its relationship to the performance of regularized logistic regression (RLR), linear support vector machine (SVM) and linear regression classifier (LRC). In addition, these methods were compared with their principal components space counterparts. PRINCIPAL FINDINGS: In voxel space the prediction performance of all methods increased as sample sizes increased. They were not only relatively robust to the increase of dimension, but they often showed improvements in accuracy. We linked this behavior to improvements in conditioning of the linear kernels matrices. In general the RLR and SVM performed similarly. Surprisingly, the LRC was often very competitive when the linear kernel matrices were best conditioned. Finally, when comparing these methods in voxel and principal component spaces, we did not find large differences in prediction performance. CONCLUSIONS AND SIGNIFICANCE: We analyzed the problem of classifying AD MRI images from the perspective of linear ill-posed problems. We demonstrate empirically the impact of the linear kernel matrix conditioning on different classifiers' performance. This dependence is characterized across sample sizes and dimensions. In this context we also show that increased dimensionality does not necessarily degrade performance of machine learning methods. In general, this depends on the nature of the problem and the type of machine learning method.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,005
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,016
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,005
Score d'incertitude au seuil0,025

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0050,016
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,002
Communication savante0,0020,002
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0020,002
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,083
Tête enseignante GPT0,281
Écart entre enseignants0,199 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations45
Publié2012
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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