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Enregistrement W3034075224 · doi:10.1155/2020/8015156

An Efficient Combination among sMRI, CSF, Cognitive Score, and <i>APOE ε</i>4 Biomarkers for Classification of AD and MCI Using Extreme Learning Machine

2020· article· en· W3034075224 sur OpenAlexfundno aff
Uttam Khatri, Goo‐Rak Kwon

Notice bibliographique

RevueComputational Intelligence and Neuroscience · 2020
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 ResearchGE HealthcareGenentechNational Institutes of HealthTakeda Pharmaceutical CompanyIXICOH. Lundbeck A/SServierEisaiMeso Scale DiagnosticsNational Research Foundation of KoreaElanNorthern California Institute for Research and EducationNovartis Pharmaceuticals CorporationBiogenBioClinicaRocheUniversity of Southern CaliforniaU.S. Department of DefenseEli Lilly and CompanyBristol-Myers SquibbMerckAlzheimer's Drug Discovery FoundationJohnson and Johnson Pharmaceutical Research and DevelopmentNational Research FoundationAbbVieAlzheimer's AssociationFoundation for the National Institutes of Health
Mots-clésDementiaFeature selectionCognitionAtrophyMagnetic resonance imagingMedicineDiseaseArtificial intelligenceComputer sciencePsychologyNeurosciencePathologyRadiology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Alzheimer’s disease (AD) is the most common cause of dementia and a progressive neurodegenerative condition, characterized by a decline in cognitive function. Symptoms usually appear gradually and worsen over time, becoming severe enough to interfere with individual daily tasks. Thus, the accurate diagnosis of both AD and the prodromal stage (i.e., mild cognitive impairment (MCI)) is crucial for timely treatment. As AD is inherently dynamic, the relationship between AD indicators is unclear and varies over time. To address this issue, we first aimed at investigating differences in atrophic patterns between individuals with AD and MCI and healthy controls (HCs). Then we utilized multiple biomarkers, along with filter- and wrapper-based feature selection and an extreme learning machine- (ELM-) based approach, with 10-fold cross-validation for classification. Increasing efforts are focusing on the use of multiple biomarkers, which can be useful for the diagnosis of AD and MCI. However, optimum combinations have yet to be identified and most multimodal analyses use only volumetric measures obtained from magnetic resonance imaging (MRI). Anatomical structural MRI (sMRI) measures have also so far mostly been used separately. The full possibilities of using anatomical MRI for AD detection have thus yet to be explored. In this study, three measures (cortical thickness, surface area, and gray matter volume), obtained from sMRI through preprocessing for brain atrophy measurements; cerebrospinal fluid (CSF), for quantification of specific proteins; cognitive score, as a measure of cognitive performance; and APOE ε4 allele status were utilized. Our results show that a combination of specific biomarkers performs well, with accuracies of 97.31% for classifying AD vs. HC, 91.72% for MCI vs. HC, 87.91% for MCI vs. AD, and 83.38% for MCIs vs. MCIc, respectively, when evaluated using the proposed algorithm. Meanwhile, the areas under the curve (AUC) from the receiver operating characteristic (ROC) curves combining multiple biomarkers provided better classification performance. The proposed features combination and selection algorithm effectively classified AD and MCI, and MCIs vs. MCIc, the most challenging classification task, and therefore could increase the accuracy of AD classification in clinical practice. Furthermore, we compared the performance of the proposed method with SVM classifiers, using a cross-validation method with Alzheimer’s Disease Neuroimaging Initiative (ADNI) datasets.

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)0,002
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,003
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: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,002
Score d'incertitude au seuil0,012

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0020,003
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 savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,001

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 Opus0,147
Tête enseignante GPT0,372
Écart entre enseignants0,226 · 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

Citations24
Publié2020
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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