Regional deep atrophy: Using temporal information to automatically identify regions associated with Alzheimer’s disease progression from longitudinal MRI
Notice bibliographique
Résumé
Longitudinal assessment of brain atrophy, particularly in the hippocampus, is a well-studied biomarker for neurodegenerative diseases, such as Alzheimer's disease (AD). Estimating brain progression patterns can be applied to understanding the therapeutic effects of amyloid-clearing drugs in research and detecting the earliest sign of accelerated atrophy in clinical settings. However, most state-of-the-art measurements calculate changes directly by segmentation and/or deformable registration of MRI images, and may misreport head motion or MRI artifacts as neurodegeneration, impacting their accuracy. In our previous study, we developed a deep learning method DeepAtrophy that uses a convolutional neural network to quantify differences between longitudinal MRI scan pairs that are associated with time. DeepAtrophy has high accuracy in inferring temporal information from longitudinal MRI scans, such as temporal order or relative interscan interval. DeepAtrophy also provides an overall atrophy score that was shown to perform well as a potential biomarker of disease progression and treatment efficacy. However, DeepAtrophy is not interpretable, and it is unclear what changes in the MRI contribute to progression measurements. In this paper, we propose Regional Deep Atrophy (RDA), which combines the temporal inference approach from DeepAtrophy with a deformable registration neural network and attention mechanism that highlights regions in the MRI image where longitudinal changes are contributing to temporal inference. RDA has similar prediction accuracy as DeepAtrophy, but its additional interpretability makes it more acceptable for use in clinical settings, and may lead to more sensitive biomarkers for disease monitoring and progression understanding in preclinical AD.
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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 | 0,002 |
| 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 | 0,001 | 0,001 |
| 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 ».