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Enregistrement W2983431646 · doi:10.3389/fncom.2019.00072

Prediction and Classification of Alzheimer’s Disease Based on Combined Features From Apolipoprotein-E Genotype, Cerebrospinal Fluid, MR, and FDG-PET Imaging Biomarkers

2019· article· en· W2983431646 sur OpenAlexfundno aff
Yubraj Gupta, Ramesh Kumar Lama, Goo‐Rak Kwon

Notice bibliographique

RevueFrontiers in Computational Neuroscience · 2019
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueDementia and Cognitive Impairment Research
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesNational Institute on AgingCanadian Institutes of Health ResearchNational Institutes of HealthGenentechIXICOH. Lundbeck A/SServierEisaiMeso Scale DiagnosticsNational Research Foundation of KoreaNational Research FoundationNorthern California Institute for Research and EducationF. Hoffmann-La RocheUniversity of Southern CaliforniaPfizerBioClinicaBiogenU.S. Department of DefenseEli Lilly and CompanyBristol-Myers SquibbMinistry of Science and ICT, South KoreaAlzheimer's Disease Neuroimaging InitiativeNovartis Pharmaceuticals CorporationAlzheimer's Association
Mots-clésBiomarkerApolipoprotein EDementiaMedicineDiseaseNeuroimagingCerebrospinal fluidInternal medicineImaging biomarkerOncologyArtificial intelligenceMagnetic resonance imagingRadiologyComputer sciencePsychiatryBiology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Alzheimer's disease (AD), including its mild cognitive impairment (MCI) phase that may or may not progress into the AD, is the most ordinary form of dementia. It is extremely important to correctly identify patients during the MCI stage because this is the phase where AD may or may not develop. Thus, it is crucial to predict outcomes during this phase. Thus far, many researchers have worked on only using a single modality of a biomarker for the diagnosis of AD or MCI. Although recent studies show that a combination of one or more different biomarkers may provide complementary information for the diagnosis, it also increases the classification accuracy distinguishing between different groups. In this paper, we propose a novel machine learning-based framework to discriminate subjects with AD or MCI utilizing a combination of four different biomarkers: fluorodeoxyglucose positron emission tomography (FDG-PET), structural magnetic resonance imaging (sMRI), cerebrospinal fluid (CSF) protein levels, and Apolipoprotein-E (APOE) genotype. The Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative (ADNI) baseline dataset was used in this study. In total, there were 158 subjects for whom all four modalities of biomarker were available. Of the 158 subjects, 38 subjects were in the AD group, 82 subjects were in MCI groups (including 46 in MCIc [MCI converted; conversion to AD within 24 months of time period], and 36 in MCIs [MCI stable; no conversion to AD within 24 months of time period]), and the remaining 38 subjects were in the healthy control (HC) group. For each image, we extracted 246 regions of interest (as features) using the Brainnetome template image and NiftyReg toolbox, and later we combined these features with three CSF and two APOE genotype features obtained from the ADNI website for each subject using early fusion technique. Here, a different kernel-based multiclass support vector machine (SVM) classifier with a grid-search method was applied. Before passing the obtained features to the classifier, we have used truncated singular value decomposition (Truncated SVD) dimensionality reduction technique to reduce high dimensional features into a lower-dimensional feature. As a result, our combined method achieved an area under the receiver operating characteristic (AU-ROC) curve of 98.33, 93.59, 96.83, 94.64, 96.43, and 95.24% for AD vs. HC, MCIs vs. MCIc, AD vs. MCIs, AD vs. MCIc, HC vs. MCIc, and HC vs. MCIs subjects which are high relative to single modality results and other state-of-the-art approaches. Moreover, combined multimodal methods have improved the classification performance over the unimodal classification.

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)0,002
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,004
Score d'incertitude au seuil0,008

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,002
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0020,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0010,000
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 Opus0,017
Tête enseignante GPT0,275
Écart entre enseignants0,258 · 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'étudeSimulation ou modélisation
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

Citations152
Publié2019
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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