海马形态特征的多维分类区分阿尔茨海默病、轻度认知障碍和正常衰老
该研究提出了一种结合了伽玛校正和脑结构专注的神经退化卷积神经网络（SNeurodCNN）的机器学习框架，用于区分早期阿尔茨海默病（AD）和轻度认知障碍（MCI），通过实验证明该模型在诊断及特定脑区变化的准确性、特异性和敏感性方面表现出色，成为早期 AD 诊断的潜在大脑结构变化数字生物标志物。
Jan, 2024
利用机器学习计算法，针对阿尔茨海默病 （Alzheimer's disease）采用多模式生物标志物来帮助早期诊断。其中，最近研究的高斯判别分析（GDA）方法用于分类阿尔茨海默病的效果更加有效和准确，特别是对轻度认知障碍的早期诊断具有重要意义。可以通过采取全局特征提取模型，显著提高早期阿尔茨海默病诊断的性能比采用局部特征提取方法更好。
Dec, 2017
阿尔茨海默病（AD）是认知能力逐渐下降的最常见的痴呆形式之一。本研究采用结构和功能性 MRI 探究了疾病引起的灰质和功能网络连接变化，并引入基因 SNP 作为第三个通道。我们提出了一种基于深度学习的分类框架，使用 Cycle GAN 生成模块来填补潜在空间中的缺失数据。通过整合梯度的可解释 AI 方法，提取了输入特征的相关性，增强了对学习表示的理解。实验结果表明，我们的模型能够在 CN/AD 分类中达到 SOA，平均测试准确率为 0.926±0.02。对于 MCI 任务，使用预训练模型进行 CN/AD 预测的平均准确率为 0.711±0.01。解释性分析揭示了与 AD 相关的皮层和皮下脑区的重要灰质调节，并确定了感觉运动和视觉静息态网络连接的损伤以及与淀粉样蛋白和胆固醇形成和清除调控相关的生物过程的 SNP 突变作为性能的贡献因素。总体而言，我们的综合深度学习方法在 AD 检测和 MCI 预测方面显示出潜力，同时为重要的生物学洞察提供了新的见解。
Jun, 2024
阿尔茨海默病是一种影响老年人认知和运动功能的进展性神经退行性疾病，通过磁共振成像这种易于接触的方法早期检测阿尔茨海默病对于开发有效干预措施至关重要。本研究旨在对选择基于磁共振成像的生物标志物和将个体区分为健康对照和表现出 5 年内轻度认知损伤的不稳定对照的机器学习技术进行全面分析。该研究利用阿尔茨海默病神经信息学计划（ADNI）和开放获取系列成像研究 3（OASIS-3）的磁共振成像数据，主要关注健康对照和不稳定对照参与者。结果显示高斯朴素贝叶斯和 RusBoost 分类器在 ADNI 数据集上表现最佳，准确率分别达到 76.46% 和 72.48%。对于 OASIS-3 数据集，核朴素贝叶斯和 RusBoost 在 64.66% 至 75.71% 的范围内获得准确率，而在年龄匹配的数据集中进一步提高。计算得出早期认知衰退期间颞内侧皮层、海马体、侧脑室和外侧眶额叶等脑区受到显著影响。尽管存在样本规模较小等限制，本研究的数据协调方法增强了生物标志物选择的稳健性，预示着这种半自动机器学习工作流程在使用磁共振成像进行早期阿尔茨海默病检测方面的潜力。
May, 2024
阿尔茨海默病（AD）中的海马萎缩具有不对称性和空间不均匀性，本文利用局部形状不对称性对左右海马进行点对应优化，并同时利用整个样本的紧凑统计形状模型，在考虑其他混淆因素的基础上量化这种不对称性，结果表明与使用体积信息相比，形状不对称性揭示了患者中海马区域最显著的形状不对称性差异。
Dec, 2023
本文提出了一个利用多模态和多尺度深度神经网络的新框架来早期诊断阿尔茨海默病，能够更好地表征人脑变化，并比现有文献的结果具有更好的区别能力。该方法在 3 年内预测致残的受试者的准确度为 85.68％。
Oct, 2017
这项研究提出了一种创新的方法来诊断阿尔茨海默病，使用设计用于增强模型决策可解释性的 3D MRI。我们的方法采用了软注意力机制，使 2D CNN 能够提取体积表示。同时，学习每个切片在决策中的重要性，生成了一个能够解释的 MRI 的体素级注意力图。通过使用阿尔茨海默病神经影像学计划（ADNI）的一个标准化的 MRI 数据集来测试我们的方法并确保结果的可重复性。在这个数据集上，我们的方法在两个任务中显著优于最先进的方法：（i）将 AD 与正常认知（CN）区分，准确率为 0.856，Matthew's 相关系数（MCC）为 0.712，分别比第二名提高了 2.4％和 5.3％；（ii）在区分稳定和进展性轻度认知障碍的预测任务中，准确率为 0.725，MCC 为 0.443，比第二名分别提高了 10.2％和 20.5％。我们通过采用双重迁移学习策略实现了这一预测结果，增强了对形态变化的敏感性，并促进了早期 AD 的检测。通过体素级精确度，我们的方法确定了哪些特定区域受到关注，并确定了这些主导脑区域：海马、杏仁核、视角回、下侧脑室。所有这些区域与 AD 的发展有关。此外，我们的方法在不同的交叉验证折叠中始终找到了相同的与 AD 相关的区域，证明了其在突出与该疾病的已知病理标志密切相关的区域方面的稳健性和精确性。
Jul, 2024
采用 RF、SVM 和 CNN 算法，并利用分水岭分割从 MRI 图像中提取特征，我们提出了一种对痴呆的四个阶段进行分类的方法。结果显示，具有分水岭特征的 SVM 具有 96.25% 的令人印象深刻的准确率，超过其他分类方法。该方法在 ADNI 数据集上评估，并观察到分水岭分割的引入有助于模型的改进性能。
Nov, 2023
本研究利用自监督对比学习方法和基于游程的神经网络模型，通过解剖学磁共振成像生成的结构性脑网络预测 MCI 向 AD 的转变，并可视化模型解释以识别白质通路异常变化。
Mar, 2022
在这个研究中，通过对随机神经网络（RNNs）和基于超平面的分类器（HbCs）家族的机器学习模型进行全面评估，以探究 SMC 诊断方法。该研究利用 ADNI2 数据集中的 SMC 患者和健康老年人的磁共振成像扫描，从灰质、白质、Jacobian 行列式和皮层厚度的测量中提取丰富的特征。通过特征选择和模型选择，得出了在 SMC 识别方面表现最佳的分类器，并且统计分析的结果加强了该方法的可靠性。该研究指出了该框架在自动和准确评估 SMC 方面的适用性。
May, 2024