Boosting the diagnostic power of amyloid-β PET using a data-driven spatially informed classifier for decision support
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Amyloid-β (Aβ) PET has emerged as clinically useful for more accurate diagnosis of patients with cognitive decline. Aβ deposition is a necessary cause or response to the cellular pathology of Alzheimer's disease (AD). Usual clinical and research interpretation of amyloid PET does not fully utilise all information regarding the spatial distribution of signal. We present a data-driven, spatially informed classifier to boost the diagnostic power of amyloid PET in AD. METHODS: Voxel-wise k-means clustering of amyloid-positive voxels was performed; clusters were mapped to brain anatomy and tested for their associations by diagnostic category and disease severity with 758 amyloid PET scans from volunteers in the AD continuum from the Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative (ADNI). A machine learning approach based on this spatially constrained model using an optimised quadratic support vector machine was developed for automatic classification of scans for AD vs non-AD pathology. RESULTS: This classifier boosted the accuracy of classification of AD scans to 81% using the amyloid PET alone with an area under the curve (AUC) of 0.91 compared to other spatial methods. This increased sensitivity to detect AD by 15% and the AUC by 9% compared to the use of a composite region of interest SUVr. CONCLUSIONS: The diagnostic classification accuracy of amyloid PET was improved using an automated data-driven spatial classifier. Our classifier highlights the importance of considering the spatial variation in Aβ PET signal for optimal interpretation of scans. The algorithm now is available to be evaluated prospectively as a tool for automated clinical decision support in research settings.
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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 | 0,003 | 0,010 |
| 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 | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
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.
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 ».