A fully convolutional neural network for explainable classification of attention deficit hyperactivity disorder
Notice bibliographique
Résumé
Attention deficit/hyperactivity disorder (ADHD) is characterized by symptoms of inattention, hyperactivity, and impulsivity, which affects an estimated 10.2% of children and adolescents in the United States. However, correct diagnosis of the condition can be challenging, with failure rates up to 20%. Machine learning models making use of magnetic resonance imaging (MRI) have the potential to serve as a clinical decision support system to aid in the diagnosis of ADHD in youth to improve diagnostic validity. The purpose of this study was to develop and evaluate an explainable deep learning model for automatic ADHD classification. 254 T1-weighted brain MRI datsets of youth aged 9-11 were obtained from the Adolescent Brain Cognitive Development (ABCD) Study, and the Child Behaviour Checklist DSM-Oriented ADHD Scale was used to partition subjects into ADHD and non-ADHD groups. A fully convolutional neural network (CNN) adapted from a state-of-the-art adult brain age regression model was trained to distinguish between the neurologically normal children and children with ADHD. Saliency voxel attribution maps were generated to identify brain regions relevant for the classification task. The proposed model achieved an accuracy of 71.1%, sensitivity of 68.4%, and specificity of 73.7%. Saliency maps highlighted the orbitofrontal cortex, entorhinal cortex, and amygdala as important regions for the classification, which is consistent with previous literature linking these regions to significant structural differences in youth with ADHD. To the best of our knowledge, this is the first study applying artiicial intelligence explainability methods such as saliency maps to the classification of ADHD using a deep learning model. The proposed deep learning classification model has the potential to aid clinical diagnosis of ADHD while providing interpretable results.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 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 tête enseignante, 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 ».