Deriving Physiological Information from PET Images Using Machine Learning
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Machine learning (ML) algorithms have become popular in recent years and have found increasing utility in the field of medical imaging, specifically in positron emission tomography (PET) imaging. The interest in ML in PET imaging for the study of neurodegenerative diseases stems from the potential of these techniques to analyze and predict the physiological parameters of biomarkers such as the total volume of distribution (V $$_{\text {t}}$$ t ) in the organ or a structure of the organ to be explored. In this paper, we investigated whether the V $$_{\text {t}}$$ t of [ $$^{18}$$ 18 F]-FEPPA radiotracer, an indicator of neuroinflammation, could be estimated directly in a non-invasive way, given the activity of the radiotracer in brain tissue. The study used several regression models to predict the [ $$^{18}$$ 18 F]-FEPPA V $$_{\text {t}}$$ t in different brain regions where 31 regions of interest were defined for each of 24 patients with Parkinson disease and 20 healthy subjects, and were used to train four tree-based regression models. The predicted and reference values were compared by Bland-Altman analysis and regression model’s performance was evaluated by the mean absolute error (MAE). The best result was obtained by the XGBoost model with a MAE of 2.6. Bland-Altman analysis results indicate that predicted V $$_{\text {t}}$$ t are in average very close to the reference with a bias of 0.23 "Image missing" 2.82. Significant main effect of genotype on [ $$^{18}$$ 18 F]-FEPPA in both caudate and putamen have been preserved by predicted Vt values (p < 0.05). The results of paired t-test indicate that the difference between predicted and reference V $$_{\text {t}}$$ t is not statistically significant in 6 out of 8 groups. The proposed algorithms provide a non-invasive and efficient tool to predict [ $$^{18}$$ 18 F]-FEPPA V $$_{\text {t}}$$ t values, a hallmark of neuroinflammation that is believed to be a potential trigger for Parkinson’s disease development.
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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 | 0,001 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 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 ».