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Enregistrement W2561837554 · doi:10.1371/journal.pone.0166934

Using Functional or Structural Magnetic Resonance Images and Personal Characteristic Data to Identify ADHD and Autism

2016· article· en· W2561837554 sur OpenAlexafffund
Sina Ghiassian, Russell Greiner, Ping Jin, Matthew Brown

Notice bibliographique

RevuePLoS ONE · 2016
Typearticle
Langueen
DomaineNeuroscience
ThématiqueAutism Spectrum Disorder Research
Établissements canadiensAlberta InnovatesUniversity of Alberta
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaCanadian Institutes of Health ResearchAlberta InnovatesAlberta Machine Intelligence Institute
Mots-clésAutismArtificial intelligenceFunctional magnetic resonance imagingComputer scienceSet (abstract data type)Data setAutism spectrum disorderMagnetic resonance imagingMachine learningPsychologyPattern recognition (psychology)MedicinePsychiatryNeuroscience

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

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.

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)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,005
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Observationnel · Signal consensuel: Observationnel
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,006
Score d'incertitude au seuil0,012

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,005
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0030,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

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 Opus0,260
Tête enseignante GPT0,358
Écart entre enseignants0,098 · 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'étudeObservationnel
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

Citations120
Publié2016
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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