Robust parametric modeling of Alzheimer's disease progression
Notice bibliographique
Résumé
Quantitative characterization of disease progression using longitudinal data can provide long-term predictions for the pathological stages of individuals. This work studies the robust modeling of Alzheimer's disease progression using parametric methods. The proposed method linearly maps the individual's age to a disease progression score (DPS) and jointly fits constrained generalized logistic functions to the longitudinal dynamics of biomarkers as functions of the DPS using M-estimation. Robustness of the estimates is quantified using bootstrapping via Monte Carlo resampling, and the estimated inflection points of the fitted functions are used to temporally order the modeled biomarkers in the disease course. Kernel density estimation is applied to the obtained DPSs for clinical status classification using a Bayesian classifier. Different M-estimators and logistic functions, including a novel type proposed in this study, called modified Stannard, are evaluated on the data from the Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative (ADNI) for robust modeling of volumetric magnetic resonance imaging (MRI) and positron emission tomography (PET) biomarkers, cerebrospinal fluid (CSF) measurements, as well as cognitive tests. The results show that the modified Stannard function fitted using the logistic loss achieves the best modeling performance with an average normalized mean absolute error (NMAE) of 0.991 across all biomarkers and bootstraps. Applied to the ADNI test set, this model achieves a multiclass area under the ROC curve (AUC) of 0.934 in clinical status classification. The obtained results for the proposed model outperform almost all state-of-the-art results in predicting biomarker values and classifying clinical status. Finally, the experiments show that the proposed model, trained using abundant ADNI data, generalizes well to data from the National Alzheimer's Coordinating Center (NACC) with an average NMAE of 1.182 and a multiclass AUC of 0.929.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,004 | 0,013 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».