MétaCan
Menu
← Retour à la cohorte
Enregistrement W3193635273 · doi:10.25148/etd.fidc009203

A Multimodal Neuroimaging Approach for Classification and Prediction of Alzheimer's Disease Using Machine Learning

2020· dissertation· en· W3193635273 sur OpenAlexafffund
Parisa Forouzannezhad

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typedissertation
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueDementia and Cognitive Impairment Research
Établissements canadiensNeuroRx Research (Canada)
Organismes subventionnairesNational Institute of Biomedical Imaging and BioengineeringNational Institutes of HealthServierEisaiU.S. Department of DefenseAlzheimer's Disease Neuroimaging InitiativeNorthern California Institute for Research and EducationF. Hoffmann-La RocheUniversity of Southern CaliforniaBiogenEli Lilly and CompanyBristol-Myers SquibbFoundation for the National Institutes of HealthNational Institute on AgingAlzheimer's AssociationCanadian Institutes of Health ResearchNational Science Foundation
Mots-clésMachine learningArtificial intelligenceDementiaSupport vector machineNeuroimagingFeature selectionDiseaseCognitive declinePopulationComputer sciencePositron emission tomographyDeep learningMedicinePsychologyPathologyNeuroscience

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Alzheimer’s disease (AD) is one of the most common neurodegenerative disorders among the elderly population. It is progressive, irreversible in nature, and is considered the main cause of dementia. AD has become a world health problem affecting developed and developing nations alike, with the number of diagnosed AD patients increasing rather dramatically as both the life span of humans and the earth’s population continue to increase. Therefore, AD diagnosis in its earliest manifestations, preferably at the presymptomatic stage is critical for the timely planning of treatment and therapeutic interventions. We introduce new machine learning algorithms to detect and predict Alzheimer’s disease in the early phase to include the presymptomatic stage where no manifestation of cognitive decline is yet apparent. An investigation is carried out in search of optimal feature selection methods on different machine learning platforms with the intent to address the challenging classification and regression analysis. This research endeavor introduces three machine learning platforms that are based on (1) deep neural network, (2) support vector machine (SVM), and (3) Gaussian-based model classifiers all optimized in order to delineate the different stages of the disease as well as a regression framework to predict future cognitive scores as means to gauge disease progression, which could play an important role in pre-and post-treatment evaluations. The input data to these machine learning architectures included magnetic resonance imaging (MRI), positron emission tomography (PET), the metabolic fluorodeoxyglucose (FDG)-PET, cognitive scores, cerebrospinal fluid (CSF), and the apolipoprotein E4 (APOE4) gene. An investigation is carried out on the transition phases of AD through regression analysis by predicting cognitive tests including Alzheimer’s disease assessment scale cognitive subscale (ADAS-Cog), Mini-mental state examination (MMSE), and Rey’s auditory verbal learning (RAVLT) that have been designed and used as important criteria to evaluate cognitive status of AD patients. We formulated the prediction of disease progression as a multimodal multitask regression problem across six time points in a 4-year longitudinal study. Major findings of this work reveal that for binary classification, the highest accuracy of 84% for delineating the challenging group of early mild cognitively impaired individuals (EMCI) from the cognitively normal (CN) group is obtained. With multiclass classification using deep neural network methodology, especially when early and late MCI (EMCI and LMCI) groups are included, the accuracy does not exceed 70%, which clearly explains the many nuances in the transition phases of the disease, especially in the early stages. Moreover, the episodic

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: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,007
Score d'incertitude au seuil0,014

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
Bibliométrie0,0010,001
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)0,0010,000

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 Opus0,067
Tête enseignante GPT0,348
Écart entre enseignants0,281 · 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

Citations0
Publié2020
Routes d'admission2
Résumé présentoui

Explorer davantage

Même sujetDementia and Cognitive Impairment Research→Travaux en français237 207→