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Enregistrement W2978201752 · doi:10.1371/journal.pone.0222446

Early diagnosis of Alzheimer’s disease using combined features from voxel-based morphometry and cortical, subcortical, and hippocampus regions of MRI T1 brain images

2019· article· en· W2978201752 sur OpenAlexfundno aff
Yubraj Gupta, Kun Ho Lee, Kyu Yeong Choi, Jang Jae Lee, Byeong C. Kim, Goo Rak Kwon

Notice bibliographique

RevuePLoS ONE · 2019
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueDementia and Cognitive Impairment Research
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesNational Institute on AgingNational Institute of Biomedical Imaging and BioengineeringCanadian Institutes of Health ResearchGenentechNational Institutes of HealthIXICOH. Lundbeck A/SServierEisaiMeso Scale DiagnosticsNational Research Foundation of KoreaF. Hoffmann-La RocheChosun UniversityNational Research FoundationNorthern California Institute for Research and EducationMinistry of Science and ICT, South KoreaPfizerBiogenBioClinicaUniversity of Southern CaliforniaBristol-Myers SquibbKorea Brain Research InstituteEli Lilly and CompanyU.S. Department of DefenseAlzheimer's Disease Neuroimaging InitiativeNovartis Pharmaceuticals CorporationAlzheimer's AssociationFoundation for the National Institutes of Health
Mots-clésVoxelProdromal StageDementiaMagnetic resonance imagingArtificial intelligencePattern recognition (psychology)Cognitive impairmentVoxel-based morphometryAlzheimer's diseaseNeuroimagingComputer scienceClassifier (UML)MedicineNeuroscienceDiseasePathologyPsychologyRadiologyWhite matter

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

In recent years, several high-dimensional, accurate, and effective classification methods have been proposed for the automatic discrimination of the subject between Alzheimer's disease (AD) or its prodromal phase {i.e., mild cognitive impairment (MCI)} and healthy control (HC) persons based on T1-weighted structural magnetic resonance imaging (sMRI). These methods emphasis only on using the individual feature from sMRI images for the classification of AD, MCI, and HC subjects and their achieved classification accuracy is low. However, latest multimodal studies have shown that combining multiple features from different sMRI analysis techniques can improve the classification accuracy for these types of subjects. In this paper, we propose a novel classification technique that precisely distinguishes individuals with AD, aAD (stable MCI, who had not converted to AD within a 36-month time period), and mAD (MCI caused by AD, who had converted to AD within a 36-month time period) from HC individuals. The proposed method combines three different features extracted from structural MR (sMR) images using voxel-based morphometry (VBM), hippocampal volume (HV), and cortical and subcortical segmented region techniques. Three classification experiments were performed (AD vs. HC, aAD vs. mAD, and HC vs. mAD) with 326 subjects (171 elderly controls and 81 AD, 35 aAD, and 39 mAD patients). For the development and validation of the proposed classification method, we acquired the sMR images from the dataset of the National Research Center for Dementia (NRCD). A five-fold cross-validation technique was applied to find the optimal hyperparameters for the classifier, and the classification performance was compared by using three well-known classifiers: K-nearest neighbor, support vector machine, and random forest. Overall, the proposed model with the SVM classifier achieved the best performance on the NRCD dataset. For the individual feature, the VBM technique provided the best results followed by the HV technique. However, the use of combined features improved the classification accuracy and predictive power for the early classification of AD compared to the use of individual features. The most stable and reliable classification results were achieved when combining all extracted features. Additionally, to analyze the efficiency of the proposed model, we used the Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative (ADNI) dataset to compare the classification performance of the proposed model with those of several state-of-the-art methods.

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)0,001
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: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,002
Score d'incertitude au seuil0,003

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

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

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 Opus0,039
Tête enseignante GPT0,290
Écart entre enseignants0,251 · 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

Citations105
Publié2019
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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