Multimodal radiomics of cerebellar subregions for machine learning-driven Alzheimer’s disease diagnosis
Notice bibliographique
Résumé
Objective This study aimed to develop a machine learning model based on multimodal radiomics features from cerebellar subregions, utilizing the complementarity of cerebellar structural and metabolic imaging data for accurate diagnosis of Alzheimer’s disease (AD). Methods A total of 164 cognitively normal (CN) subjects and 146 AD patients from the Alzheimer’s Disease Neuroimaging Initiative (ADNI) database were included. All participants had 3DT1-weighted magnetic resonance imaging (3DT1W MRI) and [ 18 F]fluorodeoxyglucose positron emission tomography ([ 18 F]FDG PET) imaging data. The cerebellum was divided into 26 subregions, and radiomics features were extracted from different cerebellar regions of these two modality images, respectively. After feature selection, single-modality ([ 18 F]FDG PET, 3DT1W MRI) and multimodal ([ 18 F]FDG PET + 3DT1W MRI) random forest classification models were constructed. Model performance and clinical value were assessed using area under the curve (AUC), calibration curves, and decision curve analysis (DCA). In addition, we also used Shapley Additive exPlanations (SHAP) to clarify the contributions of features, thereby enhancing the interpretability of the model. Results All three models could effectively diagnose AD, with the multimodal model showing the best performance. In the independent test set, the multimodal model achieved an AUC of 0.903, which was higher than the single-modality models based on [ 18 F]FDG PET (AUC = 0.842) and 3DT1W MRI (AUC = 0.804). The calibration curves and DCA demonstrated that all three models had good calibration and clinical applicability, especially the multimodal model. SHAP analysis of the multimodal model revealed that among the 15 selected features, the top seven features with the highest SHAP values were derived from [ 18 F]FDG PET images, with R_FDG_CER_III_original_firstorder_90Percentile and R_FDG_CER_VI_original_firstorder_Median being the two most important features for distinguishing AD from CN. Conclusion The multimodal radiomics model based on cerebellar subregions, which integrates [ 18 F]FDG PET and 3DT1W MRI data, can effectively diagnose AD and provide potential biomarkers for clinical applications.
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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 | 0,001 |
| 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 ».