Using Functional or Structural Magnetic Resonance Images and Personal Characteristic Data to Identify ADHD and Autism
Notice bibliographique
Résumé
A clinical tool that can diagnose psychiatric illness using functional or structural magnetic resonance (MR) brain images has the potential to greatly assist physicians and improve treatment efficacy. Working toward the goal of automated diagnosis, we propose an approach for automated classification of ADHD and autism based on histogram of oriented gradients (HOG) features extracted from MR brain images, as well as personal characteristic data features. We describe a learning algorithm that can produce effective classifiers for ADHD and autism when run on two large public datasets. The algorithm is able to distinguish ADHD from control with hold-out accuracy of 69.6% (over baseline 55.0%) using personal characteristics and structural brain scan features when trained on the ADHD-200 dataset (769 participants in training set, 171 in test set). It is able to distinguish autism from control with hold-out accuracy of 65.0% (over baseline 51.6%) using functional images with personal characteristic data when trained on the Autism Brain Imaging Data Exchange (ABIDE) dataset (889 participants in training set, 222 in test set). These results outperform all previously presented methods on both datasets. To our knowledge, this is the first demonstration of a single automated learning process that can produce classifiers for distinguishing patients vs. controls from brain imaging data with above-chance accuracy on large datasets for two different psychiatric illnesses (ADHD and autism). Working toward clinical applications requires robustness against real-world conditions, including the substantial variability that often exists among data collected at different institutions. It is therefore important that our algorithm was successful with the large ADHD-200 and ABIDE datasets, which include data from hundreds of participants collected at multiple institutions. While the resulting classifiers are not yet clinically relevant, this work shows that there is a signal in the (f)MRI data that a learning algorithm is able to find. We anticipate this will lead to yet more accurate classifiers, over these and other psychiatric disorders, working toward the goal of a clinical tool for high accuracy differential diagnosis.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
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.
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 tête enseignante, 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 ».