Machine learning classification of first-episode schizophrenia spectrum disorders and controls using whole brain white matter fractional anisotropy
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Early diagnosis of schizophrenia could improve the outcome of the illness. Unlike classical between-group comparisons, machine learning can identify subtle disease patterns on a single subject level, which could help realize the potential of MRI in establishing a psychiatric diagnosis. Machine learning has previously been predominantly tested on gray-matter structural or functional MRI data. In this paper we used a machine learning classifier to differentiate patients with a first episode of schizophrenia-spectrum disorder (FES) from healthy controls using diffusion tensor imaging. METHODS: We applied linear support-vector machine (SVM) and traditional tract based spatial statistics between group analyses to brain fractional anisotropy (FA) data from 77 FES and 77 age and sex matched healthy controls. We also evaluated the effects of medication and symptoms on the SVM classification. RESULTS: The SVM distinguished between patients and controls with significant accuracy of 62.34% (p = 0.005). Participants with FES showed widespread FA reductions relative to controls in a large cluster (N = 56,647 voxels, corrected p = 0.002). The white matter regions, which contributed to the correct identification of participants with FES, overlapped with the regions, which showed lower FA in patients relative to controls. There was no association between the classification performance and medication or symptoms. CONCLUSIONS: Our results provide a proof of concept that SVM might help differentiate FES patients early in the course of illness from healthy controls using white-matter fractional anisotropy. As there was no effect of medications or symptoms, the SVM classification seemed to be based on trait rather than state markers and appeared to capture the lower FA in FES participants relative to controls.
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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 | 0,000 |
| 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 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 ».