Class balancing diversity multimodal ensemble for Alzheimer’s disease diagnosis and early detection
Notice bibliographique
Résumé
Alzheimer's disease (AD) poses significant global health challenges due to its increasing prevalence and associated societal costs. Early detection and diagnosis of AD are critical for delaying progression and improving patient outcomes. Traditional diagnostic methods and single-modality data often fall short in identifying early-stage AD and distinguishing it from Mild Cognitive Impairment (MCI). This study addresses these challenges by introducing a novel approach: multImodal enseMble via class BALancing diversity for iMbalancEd Data (IMBALMED). IMBALMED integrates multimodal data from the Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative database, including clinical assessments, neuroimaging phenotypes, biospecimen, and subject characteristics data. It employs a new ensemble of model classifiers, designed specifically for this framework, which combines eight distinct families of learning paradigms trained with diverse class balancing techniques to overcome class imbalance and enhance model accuracy. We evaluate IMBALMED on two diagnostic tasks (binary and ternary classification) and four binary early detection tasks (at 12, 24, 36, and 48 months), comparing its performance with state-of-the-art algorithms and an unbalanced dataset method. To further validate the proposed model and ensure genuine generalization to real-world scenarios, we conducted an external validation experiment using data from the most recent phase of the ADNI dataset. IMBALMED demonstrates superior diagnostic accuracy and predictive performance in both binary and ternary classification tasks, significantly improving early detection of MCI at a 48-month time point and showing excellent generalizability in the 12-month task during external validation. The method shows improved classification performance and robustness, offering a promising solution for early detection and management of 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 | 0,003 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,002 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 ».