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Enregistrement W2041677347 · doi:10.1016/j.nicl.2014.08.023

Random Forest ensembles for detection and prediction of Alzheimer's disease with a good between-cohort robustness

2014· article· en· W2041677347 sur OpenAlexfundno aff
Alexander V. Lebedev, Eric Westman, Gerard J. P. van Westen, Milica G. Kramberger, Astri J. Lundervold, Dag Aarsland, Hilkka Soininen, Iwona Kłoszewska, Patrizia Mecocci, Magda Tsolaki, Bruno Vellas, Simon Lovestone, Andrew Simmons

Notice bibliographique

RevueNeuroImage Clinical · 2014
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueDementia and Cognitive Impairment Research
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesInstitute of Psychiatry, Psychology and Neuroscience, King’s College LondonNational Institutes of HealthSwedish Brain PowerNational Institute on AgingKing's College LondonAcademy of FinlandCanadian Institutes of Health ResearchNational Institute for Health and Care ResearchU.S. Department of Defense
Mots-clésRandom forestRobustness (evolution)Artificial intelligenceNeuroimagingComputer scienceDementiaAlzheimer's Disease Neuroimaging InitiativeMachine learningSupport vector machineTest setCohortPattern recognition (psychology)MedicinePsychologyStatisticsMathematicsDiseaseNeurosciencePathology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Computer-aided diagnosis of Alzheimer's disease (AD) is a rapidly developing field of neuroimaging with strong potential to be used in practice. In this context, assessment of models' robustness to noise and imaging protocol differences together with post-processing and tuning strategies are key tasks to be addressed in order to move towards successful clinical applications. In this study, we investigated the efficacy of Random Forest classifiers trained using different structural MRI measures, with and without neuroanatomical constraints in the detection and prediction of AD in terms of accuracy and between-cohort robustness. From The ADNI database, 185 AD, and 225 healthy controls (HC) were randomly split into training and testing datasets. 165 subjects with mild cognitive impairment (MCI) were distributed according to the month of conversion to dementia (4-year follow-up). Structural 1.5-T MRI-scans were processed using Freesurfer segmentation and cortical reconstruction. Using the resulting output, AD/HC classifiers were trained. Training included model tuning and performance assessment using out-of-bag estimation. Subsequently the classifiers were validated on the AD/HC test set and for the ability to predict MCI-to-AD conversion. Models' between-cohort robustness was additionally assessed using the AddNeuroMed dataset acquired with harmonized clinical and imaging protocols. In the ADNI set, the best AD/HC sensitivity/specificity (88.6%/92.0% - test set) was achieved by combining cortical thickness and volumetric measures. The Random Forest model resulted in significantly higher accuracy compared to the reference classifier (linear Support Vector Machine). The models trained using parcelled and high-dimensional (HD) input demonstrated equivalent performance, but the former was more effective in terms of computation/memory and time costs. The sensitivity/specificity for detecting MCI-to-AD conversion (but not AD/HC classification performance) was further improved from 79.5%/75%-83.3%/81.3% by a combination of morphometric measurements with ApoE-genotype and demographics (age, sex, education). When applied to the independent AddNeuroMed cohort, the best ADNI models produced equivalent performance without substantial accuracy drop, suggesting good robustness sufficient for future clinical implementation.

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)0,011
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,011
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 enseignants0,011
Score d'incertitude au seuil0,060

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0110,011
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0020,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0010,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,001

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 Opus0,050
Tête enseignante GPT0,352
Écart entre enseignants0,302 · 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

Citations322
Publié2014
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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