Lifespan Tree of Brain Anatomy: Diagnostic Values for Motor and Cognitive Neurodegenerative Diseases
Notice bibliographique
Résumé
The differential diagnosis of neurodegenerative diseases, characterized by overlapping symptoms, may be challenging. Brain imaging coupled with artificial intelligence has been previously proposed for diagnostic support, but most of these methods have been trained to discriminate only isolated diseases from controls. Here, we develop a novel machine learning framework, named lifespan tree of brain anatomy, dedicated to the differential diagnosis between multiple diseases simultaneously. It integrates the modeling of volume changes for 124 brain structures during the lifespan with nonlinear dimensionality reduction and synthetic sampling techniques to create easily interpretable representations of brain anatomy over the course of disease progression. As clinically relevant proof-of-concept applications, we constructed a cognitive lifespan tree of brain anatomy for the differential diagnosis of six causes of neurodegenerative dementia and a motor lifespan tree of brain anatomy for the differential diagnosis of four causes of parkinsonism using 37,594 MRIs as a training dataset. This original approach significantly enhanced the efficiency of differential diagnosis in the external validation cohort of 1754 cases, outperforming existing state-of-the-art machine learning techniques. Lifespan tree holds promise as a valuable tool for differential diagnosis in relevant clinical conditions, especially for diseases still lacking effective biological markers.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».