Kernel Principal Component Analysis for dimensionality reduction in fMRI-based diagnosis of ADHD
Notice bibliographique
Résumé
This study explored various feature extraction methods for use in automated diagnosis of Attention-Deficit Hyperactivity Disorder (ADHD) from functional Magnetic Resonance Image (fMRI) data. Each participant's data consisted of a resting state fMRI scan as well as phenotypic data (age, gender, handedness, IQ, and site of scanning) from the ADHD-200 dataset. We used machine learning techniques to produce support vector machine (SVM) classifiers that attempted to differentiate between (1) all ADHD patients vs. healthy controls and (2) ADHD combined (ADHD-c) type vs. ADHD inattentive (ADHD-i) type vs. controls. In different tests, we used only the phenotypic data, only the imaging data, or else both the phenotypic and imaging data. For feature extraction on fMRI data, we tested the Fast Fourier Transform (FFT), different variants of Principal Component Analysis (PCA), and combinations of FFT and PCA. PCA variants included PCA over time (PCA-t), PCA over space and time (PCA-st), and kernelized PCA (kPCA-st). Baseline chance accuracy was 64.2% produced by guessing healthy control (the majority class) for all participants. Using only phenotypic data produced 72.9% accuracy on two class diagnosis and 66.8% on three class diagnosis. Diagnosis using only imaging data did not perform as well as phenotypic-only approaches. Using both phenotypic and imaging data with combined FFT and kPCA-st feature extraction yielded accuracies of 76.0% on two class diagnosis and 68.6% on three class diagnosis-better than phenotypic-only approaches. Our results demonstrate the potential of using FFT and kPCA-st with resting-state fMRI data as well as phenotypic data for automated diagnosis of ADHD. These results are encouraging given known challenges of learning ADHD diagnostic classifiers using the ADHD-200 dataset (see Brown et al., 2012).
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,003 | 0,013 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
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.
score_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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».