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Enregistrement W2968364625 · doi:10.1186/s13195-019-0526-8

Prediction of amyloid pathology in cognitively unimpaired individuals using voxel-wise analysis of longitudinal structural brain MRI

2019· article· en· W2968364625 sur OpenAlexfundno aff
Paula Petrone, Adrià Casamitjana, Carles Falcón, Miquel Artigues, Grégory Operto, Raffaele Cacciaglia, José Luís Molinuevo, Verónica Vilaplana, Juan Domingo Gispert

Notice bibliographique

RevueAlzheimer s Research & Therapy · 2019
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueDementia and Cognitive Impairment Research
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesCanadian Institutes of Health ResearchNational Institutes of HealthServierMinisterio de Asuntos Económicos y Transformación Digital, Gobierno de EspañaEisaiGenentechIXICOMinisterio de Economía y CompetitividadH. Lundbeck A/SMinisterio de Educación, Cultura y DeporteNorthern California Institute for Research and EducationPfizerNovartis Pharmaceuticals CorporationUniversity of Southern CaliforniaBiogenEli Lilly and CompanyBristol-Myers SquibbBioClinicaEuropean Regional Development FundU.S. Department of DefenseAlzheimer's Disease Neuroimaging InitiativeMeso Scale DiagnosticsAlzheimer's Association
Mots-clésMedicineVoxelMagnetic resonance imagingDementiaPathologyNeurologyNeuroradiologyNeuroscienceRadiologyDiseasePsychology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: Magnetic resonance imaging (MRI) has unveiled specific alterations at different stages of Alzheimer's disease (AD) pathophysiologic continuum constituting what has been established as "AD signature". To what extent MRI can detect amyloid-related cerebral changes from structural MRI in cognitively unimpaired individuals is still an area open for exploration. METHOD: Longitudinal 3D-T1 MRI scans were acquired from a subset of the ADNI cohort comprising 403 subjects: 79 controls (Ctrls), 50 preclinical AD (PreAD), and 274 MCI and dementia due to AD (MCI/AD). Amyloid CSF was used as gold-standard measure with established cutoffs (< 192 pg/mL) to establish diagnostic categories. Cognitively unimpaired individuals were defined as Ctrls if were amyloid negative and PreAD otherwise. The MCI/AD group was amyloid positive. Only subjects with the same diagnostic category at baseline and follow-up visits were considered for the study. Longitudinal morphometric analysis was performed using SPM12 to calculate Jacobian determinant maps. Statistical analysis was carried out on these Jacobian maps to identify structural changes that were significantly different between diagnostic categories. A machine learning classifier was applied on Jacobian determinant maps to predict the presence of abnormal amyloid levels in cognitively unimpaired individuals. The performance of this classifier was evaluated using receiver operating characteristic curve analysis and as a function of the follow-up time between MRI scans. We applied a cost function to assess the benefit of using this classifier in the triaging of individuals in a clinical trial-recruitment setting. RESULTS: The optimal follow-up time for classification of Ctrls vs PreAD was Δt > 2.5 years, and hence, only subjects within this temporal span are used for evaluation (15 Ctrls, 10 PreAD). The longitudinal voxel-based classifier achieved an AUC = 0.87 (95%CI 0.72-0.97). The brain regions that showed the highest discriminative power to detect amyloid abnormalities were the medial, inferior, and lateral temporal lobes; precuneus; caudate heads; basal forebrain; and lateral ventricles. CONCLUSIONS: Our work supports that machine learning applied to longitudinal brain volumetric changes can be used to predict, with high precision, the presence of amyloid abnormalities in cognitively unimpaired subjects. Used as a triaging method to identify a fixed number of amyloid-positive individuals, this longitudinal voxel-wise classifier is expected to avoid 55% of unnecessary CSF and/or PET scans and reduce economic cost by 40%.

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 distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,003
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesCharge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)
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 enseignants0,074
Score d'incertitude au seuil0,999

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0030,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0030,003
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,000

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 Opus0,141
Tête enseignante GPT0,415
Écart entre enseignants0,274 · 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 tête enseignante, pas un consensus.

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

Citations45
Publié2019
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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