Differential diagnosis of mild cognitive impairment and Alzheimer's disease using structural MRI cortical thickness, hippocampal shape, hippocampal texture, and volumetry
Notice bibliographique
Résumé
This paper presents a brain T1-weighted structural magnetic resonance imaging (MRI) biomarker that combines several individual MRI biomarkers (cortical thickness measurements, volumetric measurements, hippocampal shape, and hippocampal texture). The method was developed, trained, and evaluated using two publicly available reference datasets: a standardized dataset from the Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative (ADNI) and the imaging arm of the Australian Imaging Biomarkers and Lifestyle flagship study of ageing (AIBL). In addition, the method was evaluated by participation in the Computer-Aided Diagnosis of Dementia (CADDementia) challenge. Cross-validation using ADNI and AIBL data resulted in a multi-class classification accuracy of 62.7% for the discrimination of healthy normal controls (NC), subjects with mild cognitive impairment (MCI), and patients with Alzheimer's disease (AD). This performance generalized to the CADDementia challenge where the method, trained using the ADNI and AIBL data, achieved a classification accuracy 63.0%. The obtained classification accuracy resulted in a first place in the challenge, and the method was significantly better (McNemar's test) than the bottom 24 methods out of the total of 29 methods contributed by 15 different teams in the challenge. The method was further investigated with learning curve and feature selection experiments using ADNI and AIBL data. The learning curve experiments suggested that neither more training data nor a more complex classifier would have improved the obtained results. The feature selection experiment showed that both common and uncommon individual MRI biomarkers contributed to the performance; hippocampal volume, ventricular volume, hippocampal texture, and parietal lobe thickness were the most important. This study highlights the need for both subtle, localized measurements and global measurements in order to discriminate NC, MCI, and AD simultaneously based on a single structural MRI scan. It is likely that additional non-structural MRI features are needed to further improve the obtained performance, especially to improve the discrimination between NC and MCI.
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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 | 0,001 | 0,005 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,004 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,002 | 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 ».