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Enregistrement W4387472682 · doi:10.1148/radiol.222441

MRI-based Deep Learning Assessment of Amyloid, Tau, and Neurodegeneration Biomarker Status across the Alzheimer Disease Spectrum

2023· article· en· W4387472682 sur OpenAlexfundno aff
Christopher O. Lew, Longfei Zhou, Maciej A. Mazurowski, P. Murali Doraiswamy, Jeffrey R. Petrella

Notice bibliographique

RevueRadiology · 2023
Typearticle
Langueen
DomaineNeuroscience
ThématiqueBrain Tumor Detection and Classification
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesCanadian Institutes of Health ResearchNational Institutes of HealthGenentechIXICOH. Lundbeck A/SServierEisaiNorthern California Institute for Research and EducationPfizerNovartis Pharmaceuticals CorporationUniversity of Southern CaliforniaBiogenEli Lilly and CompanyBristol-Myers SquibbBioClinicaU.S. Department of DefenseAlzheimer's Disease Neuroimaging InitiativeMeso Scale DiagnosticsNational Institute on AgingAlzheimer's Association
Mots-clésMedicineNeurodegenerationBiomarkerAlzheimer's diseaseDiseaseAmyloid (mycology)PathologyNeuroscience

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Background PET can be used for amyloid-tau-neurodegeneration (ATN) classification in Alzheimer disease, but incurs considerable cost and exposure to ionizing radiation. MRI currently has limited use in characterizing ATN status. Deep learning techniques can detect complex patterns in MRI data and have potential for noninvasive characterization of ATN status. Purpose To use deep learning to predict PET-determined ATN biomarker status using MRI and readily available diagnostic data. Materials and Methods MRI and PET data were retrospectively collected from the Alzheimer’s Disease Imaging Initiative. PET scans were paired with MRI scans acquired within 30 days, from August 2005 to September 2020. Pairs were randomly split into subsets as follows: 70% for training, 10% for validation, and 20% for final testing. A bimodal Gaussian mixture model was used to threshold PET scans into positive and negative labels. MRI data were fed into a convolutional neural network to generate imaging features. These features were combined in a logistic regression model with patient demographics, APOE gene status, cognitive scores, hippocampal volumes, and clinical diagnoses to classify each ATN biomarker component as positive or negative. Area under the receiver operating characteristic curve (AUC) analysis was used for model evaluation. Feature importance was derived from model coefficients and gradients. Results There were 2099 amyloid (mean patient age, 75 years ± 10 [SD]; 1110 male), 557 tau (mean patient age, 75 years ± 7; 280 male), and 2768 FDG PET (mean patient age, 75 years ± 7; 1645 male) and MRI pairs. Model AUCs for the test set were as follows: amyloid, 0.79 (95% CI: 0.74, 0.83); tau, 0.73 (95% CI: 0.58, 0.86); and neurodegeneration, 0.86 (95% CI: 0.83, 0.89). Within the networks, high gradients were present in key temporal, parietal, frontal, and occipital cortical regions. Model coefficients for cognitive scores, hippocampal volumes, and APOE status were highest. Conclusion A deep learning algorithm predicted each component of PET-determined ATN status with acceptable to excellent efficacy using MRI and other available diagnostic data. © RSNA, 2023 Supplemental material is available for this article.

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 distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,879
Score d'incertitude au seuil0,287

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

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.

Tête enseignante Opus0,043
Tête enseignante GPT0,322
Écart entre enseignants0,279 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations28
Publié2023
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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