MétaCan
Menu
Retour à la cohorte
Enregistrement W4409644227 · doi:10.2196/60866

Improved Alzheimer Disease Diagnosis With a Machine Learning Approach and Neuroimaging: Case Study Development

2025· article· en· W4409644227 sur OpenAlexafffundvenue
Lilia Lazli

Notice bibliographique

RevueJMIRx Med · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueDementia and Cognitive Impairment Research
Établissements canadiensPolytechnique Montréal
Organismes subventionnairesFonds de recherche du Québec – Nature et technologiesAlzheimer's Disease Neuroimaging Initiative
Mots-clésArtificial intelligenceComputer scienceSupport vector machineNeuroimagingMachine learningArtificial neural networkLinear discriminant analysisPattern recognition (psychology)Principal component analysisDimensionality reductionComputer-aided diagnosisMedicine

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Background: Alzheimer disease (AD) is a severe neurological brain disorder. While not curable, earlier detection can help improve symptoms substantially. Machine learning (ML) models are popular and well suited for medical image processing tasks such as computer-aided diagnosis. These techniques can improve the process for an accurate diagnosis of AD. Objective: In this paper, a complete computer-aided diagnosis system for the diagnosis of AD has been presented. We investigate the performance of some of the most used ML techniques for AD detection and classification using neuroimages from the Open Access Series of Imaging Studies (OASIS) and Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative (ADNI) datasets. Methods: The system uses artificial neural networks (ANNs) and support vector machines (SVMs) as classifiers, and dimensionality reduction techniques as feature extractors. To retrieve features from the neuroimages, we used principal component analysis (PCA), linear discriminant analysis, and t-distributed stochastic neighbor embedding. These features are fed into feedforward neural networks (FFNNs) and SVM-based ML classifiers. Furthermore, we applied the vision transformer (ViT)-based ANNs in conjunction with data augmentation to distinguish patients with AD from healthy controls. Results: Experiments were performed on magnetic resonance imaging and positron emission tomography scans. The OASIS dataset included a total of 300 patients, while the ADNI dataset included 231 patients. For OASIS, 90 (30%) patients were healthy and 210 (70%) were severely impaired by AD. Likewise for the ADNI database, a total of 149 (64.5%) patients with AD were detected and 82 (35.5%) patients were used as healthy controls. An important difference was established between healthy patients and patients with AD (P=.02). We examined the effectiveness of the three feature extractors and classifiers using 5-fold cross-validation and confusion matrix-based standard classification metrics, namely, accuracy, sensitivity, specificity, precision, F1-score, and area under the receiver operating characteristic curve (AUROC). Compared with the state-of-the-art performing methods, the success rate was satisfactory for all the created ML models, but SVM and FFNN performed best with the PCA extractor, while the ViT classifier performed best with more data. The data augmentation/ViT approach worked better overall, achieving accuracies of 93.2% (sensitivity=87.2, specificity=90.5, precision=87.6, F1-score=88.7, and AUROC=92) for OASIS and 90.4% (sensitivity=85.4, specificity=88.6, precision=86.9, F1-score=88, and AUROC=90) for ADNI. Conclusions: Effective ML models using neuroimaging data could help physicians working on AD diagnosis and will assist them in prescribing timely treatment to patients with AD. Good results were obtained on the OASIS and ADNI datasets with all the proposed classifiers, namely, SVM, FFNN, and ViTs. However, the results show that the ViT model is much better at predicting AD than the other models when a sufficient amount of data are available to perform the training. This highlights that the data augmentation process could impact the overall performance of the ViT model.

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 machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,004
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,003
Score d'incertitude au seuil0,008

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,004
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,001
Bibliométrie0,0020,001
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

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 Opus0,028
Tête enseignante GPT0,327
Écart entre enseignants0,299 · 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
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

Citations15
Publié2025
Routes d'admission3
Résumé présentoui

Explorer davantage

Même revueJMIRx MedMême sujetDementia and Cognitive Impairment ResearchTravaux en français237 207