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Enregistrement W3093149428 · doi:10.1101/2020.10.16.343137

Predicting Brain Amyloid using Multivariate Morphometry Statistics, Sparse Coding, and Correntropy: Validation in 1,101 Individuals from the ADNI and OASIS Databases

2020· preprint· en· W3093149428 sur OpenAlexfundno aff

Notice bibliographique

RevuebioRxiv (Cold Spring Harbor Laboratory) · 2020
Typepreprint
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueDementia and Cognitive Impairment Research
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesNational Institute on AgingNational Institute of Biomedical Imaging and BioengineeringCanadian Institutes of Health ResearchNational Institutes of HealthGenentechU.S. National Library of MedicineIXICONational Cancer InstituteServierEisaiNorthern California Institute for Research and EducationUniversity of California, San DiegoPfizerBiogenBioClinicaF. Hoffmann-La RocheSynarcUniversity of Southern CaliforniaMedpaceNovartis Pharmaceuticals CorporationU.S. Department of DefenseEli Lilly and CompanyBristol-Myers SquibbAlzheimer's Disease Neuroimaging InitiativeMeso Scale DiagnosticsAlzheimer's AssociationFoundation for the National Institutes of Health
Mots-clésNeuroimagingMultivariate statisticsPattern recognition (psychology)Random forestHippocampal formationCorrelationNeural codingMultivariate analysis

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

ABSTRACT Biomarker-assisted preclinical/early detection and intervention in Alzheimer’s disease (AD) may be the key to therapeutic breakthroughs. One of the presymptomatic hallmarks of AD is the accumulation of beta-amyloid (Aβ) plaques in the human brain. However, current methods to detect Aβ pathology are either invasive (lumbar puncture) or quite costly and not widely available (amyloid PET). Our prior studies show that MRI-based hippocampal multivariate morphometry statistics (MMS) are an effective neurodegenerative biomarker for preclinical AD. Here we attempt to use MRI-MMS to make inferences regarding brain Aβ burden at the individual subject level. As MMS data has a larger dimension than the sample size, we propose a sparse coding algorithm, Patch Analysis-based Surface Correntropy-induced Sparse coding and max-pooling (PASCS-MP), to generate a low-dimensional representation of hippocampal morphometry for each subject. Then we apply these individual representations and a binary random forest classifier to predict brain Aβ positivity for each person. We test our method in two independent cohorts, 841 subjects from the Alzheimer’s Disease Neuroimaging Initiative (ADNI) and 260 subjects from the Open Access Series of Imaging Studies (OASIS). Experimental results suggest that our proposed PASCS-MP method and MMS can discriminate Aβ positivity in people with mild cognitive impairment (MCI) (Accuracy (ACC)=0.89 (ADNI)) and in cognitively unimpaired (CU) individuals (ACC=0.79 (ADNI) and ACC=0.81 (OASIS)). These results compare favorably relative to measures derived from traditional algorithms, including hippocampal volume and surface area, shape measures based on spherical harmonics (SPHARM), and our prior Patch Analysis-based Surface Sparse-coding and Max-Pooling (PASS-MP) 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)0,004
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,009
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 enseignants0,009
Score d'incertitude au seuil0,023

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0040,009
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0020,001
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0010,000
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 Opus0,050
Tête enseignante GPT0,303
Écart entre enseignants0,253 · 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

Citations4
Publié2020
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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