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Enregistrement W2765538029 · doi:10.1016/j.jalz.2017.06.2349

[IC‐P‐076]: MULTI‐CLASS DIFFERENTIAL DIAGNOSIS AMONG ALZHEIMER's, PARKINSON's, CORTICOBASAL SYNDROME AND PROGRESSIVE SUPRANUCLEAR PALSY

2017· article· en· W2765538029 sur OpenAlexaff
Pradeep Reddy Raamana, Stephen C. Strother

Notice bibliographique

RevueAlzheimer s & Dementia · 2017
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueParkinson's Disease Mechanisms and Treatments
Établissements canadiensBaycrest HospitalUniversity of Toronto
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésProgressive supranuclear palsyCorticobasal degenerationFrontotemporal dementiaDementia with Lewy bodiesNeuroimagingTauopathyPsychologyDifferential diagnosisAtrophyNeurosciencePathologyDementiaMedicineDiseaseNeurodegeneration

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

The majority of previous computer-aided diagnosis (CAD) research focused on binary classification to discriminate a single neurodegenerative disorder (NDD) from healthy controls (CN). Given overlap among NDDs (e.g. AD, Frontotemporal dementia, Dementia with Lewy bodies, Corticobasal syndrome(CBS), Parkinson's (PARK) and Progressive Supranuclear Palsy (PSP)) in symptoms and atrophy, binary classification can lead to costly misdiagnosis. We have published early attempts on multi-class differential diagnosis among AD, FTD and CN [2]. In this study, we extend it to study 4 different NDDs (AD, PARK, CBS and PSP) from 3 datasets: Alzheimer disease neuroimaging initiative (ADNI) [5], the Parkinson's Progression Markers Initiative (PPMI) [6] and the 4 Repeat Tauopathy Neuroimaging Initiative (4RTNI) [7]. Baseline structural T1 MRI scans have been processed through Freesurfer (FS) pipeline. The cortical reconstructions were visually quality controlled to exclude erroneous segmentations. This provided 604 subjects (188 AD from ADNI, 39 PSP and 33 CBS from 4RTNI along with 243 PARK and 101 CN from PPMI), whose cortical thickness (CT) features were smoothed (FWHM=10mm) and resampled onto the fsaverage template. The 68 FS cortical labels were adaptively subdivided into smaller patches of approx. equal size (controlled by number of vertices) [3,4]. Patch-wise median CT served as input to the multi-class random forest (RF) classifier. Accuracy is evaluated using repeated holdout cross-validation (80% training) stratifying the training set [RHsT, 3] for different patch sizes (m=500, 1000, 2000, 3000, 5000 and 10000). The distribution of balanced accuracies for different m (200 trials of RHsT) are shown in Fig. 1. A non-parametric Wilcoxon Ranksum test comparing their performance revealed 1) they are significantly better than a chance classifier (20% accuracy in a 5-class experiment) and 2) they are not statistically significantly different from each other. The confusion matrix is shown in Fig. 2. The most discriminative patches for the RF classifier for m=1000 are shown in Fig. 3. Patch-wise CT from a single baseline MRI scan demonstrates differential diagnostic utility (balanced accuracy of 45%) in a challenging 5-class task among AD, PARK, CSB, PSP and CN. Distribution of the classification performance of the random forest classifier for different patch sizes m. The baseline performance of a random chance classifier (20% in a 5-class experiment) is indicated with a dashed line. A non-parametric Wilcoxon Ranksum test comparing their performance revealed 1) they are significantly better than a chance classifier and 2) they are not statistically significantly different from each other. The confusion matrix of the random forest classifier (derived from the predictions on the test set) for patch size m=1000, illustrates the challenge involved in a 5-class differential diagnosis task. Panel A on the left presents the confusion matrix in percentage (averaged from the 200 repetitions of RHsT), and panel B on the right presents raw average number (from 200 trials of RHsT) of test subjects in each class. We notice significant confusion among different NDDs, esp. between ALZ and PARK as well as PSP and CBS. Visualization of the importance (measured by their impact in the accuracy of RF classifier if removed from training) for cortical thickness features from different patches. Only areas with impact greater than 10% are highlighted, with their actual values displayed according to the colorbar. Darker pink patches are more discriminative than the lighter ones. This visualization reveals expected areas such as superior temporal, superior parietal, pericalcarine and insula (affected in AD, CBS) as well as postcentral (affected in Parkinsonian syndromes).

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)0,003
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,007
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: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,025
Score d'incertitude au seuil0,056

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0030,007
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0020,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0030,003
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0030,002
Intégrité de la recherche0,0030,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0170,009

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 Opus0,034
Tête enseignante GPT0,291
Écart entre enseignants0,256 · 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

Citations0
Publié2017
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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