A Biomarker for Alzheimer’s Disease Based on Patterns of Regional Brain Atrophy
Notice bibliographique
Résumé
It has been shown that Alzheimer’s disease (AD) is accompanied by marked structural brain changes that can be detected several years before clinical diagnosis via structural magnetic resonance (MR) imaging. In this study, we developed a structural MR-based biomarker for in vivo detection of AD using a supervised machine learning approach. Based on an individual’s pattern of brain atrophy a continuous AD score is assigned which measures the similarity with brain atrophy patterns seen in clinical cases of AD. The underlying statistical model was trained with MR scans of patients and healthy controls from the Alzheimer’s Disease Neuroimaging Initiative (ADNI-1 screening). Validation was performed within ADNI-1 and in an independent patient sample from the Open Access Series of Imaging Studies (OASIS-1). In addition, our analyses included data from a large general population sample of the Study of Health in Pomerania (SHIP-Trend). Based on the proposed AD score we were able to differentiate patients from healthy controls in ADNI-1 and OASIS-1 with an accuracy of 89% (AUC=95%) and 87% (AUC=93%), respectively. Moreover, we found the AD score to be significantly associated with cognitive functioning as assessed by the Mini-Mental State Examination in the OASIS-1 sample after correcting for diagnosis, age, sex, age·sex, and total intracranial volume (Cohen’s f2=0.13). Additional analyses showed that the prediction accuracy of AD status based on both the AD score and the MMSE score is significantly higher than when using just one of them. In SHIP-Trend we found the AD score to be weakly but significantly associated with a test of verbal memory consisting of an immediate and a delayed word list recall (again after correcting for age, sex, age·sex, and total intracranial volume, Cohen’s f2=0.009). This association was mainly driven by the immediate recall performance. In summary, our proposed biomarker well differentiated between patients and healthy controls in an independent test sample. It was associated with measures of cognitive functioning both in a patient sample and a general population sample. Our approach might be useful for defining robust MR-based biomarkers for other neurodegenerative diseases, too.
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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 ».