Distinctive age‐related longitudinal dementia progression patterns using a machine‐learning‐based MRI biomarker
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Background Dementia of Alzheimer’s type (DAT) is an age‐related neurodegenerative syndrome caused by Alzheimer’s disease. The risk of developing dementia increases with age, but also depends on disease trajectory. In this study, we aim to evaluate the effect of normal aging on the MRI‐derived dementia risk score and investigate the distinctive age‐related longitudinal dementia progression patterns among individuals with different dementia trajectories. Method A total of 1609 participants with multi‐timepoint neuroimaging tests and diagnoses were recruited from the ADNI. Based on their dementia trajectories, the subjects were stratified into four groups: stable normal cognition (sNC=423), stable/progressive mild cognitive impairment (sMCI=535/pMCI=321), and stable dementia of Alzheimer’s type (sDAT=330). Brain structures were automatically segmented and harmonized to control the confounding effect of sex and scanner, and feed into an extensively‐validated kernel‐based ensemble classifier to derive the score, which we termed longitudinal MR‐DAT‐Score (MRDATS). The CSF‐based biomarker was derived as the ratio between the total tau and the amyloid beta (t‐tau/Aβ1‐42). We analyzed the effect of aging on the biomarkers’ distribution of each stratified group in terms of their empirical cumulative distribution function (ECDF). We also evaluated the difference in longitudinal MRDATS progression patterns among different groups. Result Compared to the CSF biomarker, the MRDATS revealed a more distinctive age‐related risk increase among all stratified groups (Figure 1). In addition, the effect of aging persists across both the non‐progression groups (sNC and sMCI) and the progression groups (pMCI) except for the DAT group, where the age‐related effect is only observable for the 80‐90 years’ group. Distinctive longitudinal dementia risk progression patterns (in terms of MRDATS) were also observed for each stratified group (Figure 2). Specifically, for patients with mild cognitive impairment (MCI), distinctive patterns were observed between sMCI and pMCI across subjects across different aged populations. Conclusion Our study demonstrated the differential aging effect pattern as well as distinctive longitudinal patterns between AD‐progressive and non‐progressive subjects across different age groups. The results of this study emphasize the importance of disentangling the effect of aging with the disease‐driven brain atrophy patterns.
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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 | 0,002 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| 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 ».