卷积神经网络的分析,以发现前性痴呆症生物标志物
Alfonso Estudillo Romero1, Raffaella Migliaccio2, Bénédicte Batrancourt2
1Laboratoire Traitement du Signal et de l'Image (LTSI, INSERM UMR 1099), Université de Rennes, Rennes, France.
概括
前叶痴呆症 (FTD) 具有多种症状模式,与不同的大脑区域相关,而不仅仅是一个频谱. 医学成像揭示了FTD患者的这种异质性和潜在的解剖变化.
科学领域:
- 神经成像是一种神经成像.
- 神经学 神经学
- 计算神经科学是一种神经科学.
背景情况:
- 前叶痴呆症 (FTD) 是一种神经退行性疾病,其特征是前叶和叶的退化.
- FTD呈现出多种不同的临床症状,导致定义不同的变体.
- 基于症状的FTD变异的分类引发了关于它们是否代表不同的疾病类型或症状尺寸的问题.
研究的目的:
- 为了研究行为变异FTD (bvFTD) 的异质性,使用医学成像,而不是仅仅依赖症状严重程度.
- 通过神经成像生物标志物来确定FTD内不同的症状轴是否可以识别.
- 探索成像衍生生物标志物与FTD患者的临床表现之间的关系.
主要方法:
- 一组卷积神经网络 (CNN) 被用于分析72名bvFTD患者和120名健康对照者的扩散张力图像.
- 对CNN敏感性的基于voxel的分析确定了FTD生物标志物,主要位于额叶和叶.
- 稀少主要成分分析 (sPCA) 应用于这些生物标志物以确定表达轴,然后与症状严重程度相关联.
主要成果:
- 在FTD检测方面,CNN实现了高分类性能 (83-92%的灵敏度和特异性).
- 分析证实,强大的FTD生物标志物定位在额叶和叶.
- sPCA揭示了四个不同的生物标志物表达轴,与患者症状严重程度有显著的相关性.
结论:
- 行为变体FTD的特点是多个症状轴,每个轴与特定的额头和叶区域有关.
- 神经成像分析为了解FTD的异质性及其各种临床表现提供了有价值的工具.
- 这项研究表明,在FTD患者中观察到的不同临床表现的基础上存在明显的解剖变化.
