Feature selective temporal prediction of Alzheimer's disease progression using hippocampus surface morphometry
Notice bibliographique
Résumé
INTRODUCTION: Prediction of Alzheimer's disease (AD) progression based on baseline measures allows us to understand disease progression and has implications in decisions concerning treatment strategy. To this end, we combine a predictive multi-task machine learning method (cFSGL) with a novel MR-based multivariate morphometric surface map of the hippocampus (mTBM) to predict future cognitive scores of patients. METHODS: Previous work has shown that a multi-task learning framework that performs prediction of all future time points simultaneously (cFSGL) can be used to encode both sparsity as well as temporal smoothness. The authors showed that this method is able to predict cognitive outcomes of ADNI subjects using FreeSurfer-based baseline MRI features, MMSE score demographic information and ApoE status. Whilst volumetric information may hold generalized information on brain status, we hypothesized that hippocampus specific information may be more useful in predictive modeling of AD. To this end, we applied a multivariate tensor-based parametric surface analysis method (mTBM) to extract features from the hippocampal surfaces. RESULTS: We combined mTBM features with traditional surface features such as middle axis distance, the Jacobian determinant as well as 2 of the Jacobian principal eigenvalues to yield 7 normalized hippocampal surface maps of 300 points each. By combining these 7 × 300 = 2100 features together with the previous ~350 features, we illustrate how this type of sparsifying method can be applied to an entire surface map of the hippocampus that yields a feature space that is 2 orders of magnitude larger than what was previously attempted. CONCLUSIONS: By combining the power of the cFSGL multi-task machine learning framework with the addition of AD sensitive mTBM feature maps of the hippocampus surface, we are able to improve the predictive performance of ADAS cognitive scores 6, 12, 24, 36 and 48 months from baseline.
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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 | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| 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 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 ».