Predicting Alzheimer’s disease progression in healthy and MCI subjects using multi‐modal deep learning approach
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Background Alzheimer's disease (AD) is a complex disorder influenced by many factors, but it is unclear how each factor contributes to disease progression. An in‐depth examination of these factors may yield an accurate estimate of time‐to‐conversion to AD for patients at various disease stages. Recent advances in deep learning have enabled researchers to predict patient’s disease onset time by exploring the influencing factors in AD progression. Method We used 543 subjects with 63 features from 3 data modalities from the Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative (ADNI) database. The following modalities were used: 1) MRI, 2) genetic and 3) DTC (Demographic, cognitive Tests and Cerebrospinal fluid). The 21 most important features were automatically selected for the three modalities. We used a Deep Learning‐based survival analysis model that extends the classic Cox regression model to predict the subjects' disease onset time. Here we re‐define the non‐AD‐progression as “survivor”, and AD‐progression as “non‐survivor”. The subjects were divided into two groups: progressive subjects (non‐survivor), who were either healthy or diagnosed with Mild Cognitive Impairment (MCI) at initial clinical visit and later developed AD, and non‐progressive subjects ("survivor”), who were either healthy or MCI at initial visit but did not develop AD later. We used 10 random sub‐samples, selecting 80% of the subjects for training and 20% for testing each time; 20% of training data was used for internal validation. Result Figure 1 shows the estimated survival rates over 10 years. Both groups had a high survival chance at the start. The progressive group's survival chance dropped much faster and fell below 20% by the end of the period. The non‐progressive group's survival chance remained around 50%. Feature importance analysis is displayed in Figure 2. Eight of the top ten most important features are from the cognitive tests, demonstrating their importance in survival analysis. Amygdala and Hippocampus regions, as well as age, are also notable features. Conclusion Our study demonstrated that using powerful predictive models on multi‐modal data can improve prediction of time‐to‐conversion. This not only leads to a better understanding of AD, but also provides essential tools for practitioners who wish to follow their patients' disease progression.
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 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 | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| 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 ».