使用机器学习和功能连接性对精神分裂谱系障碍的分类:重新考虑临床应用
Chao Li1, Ji Chen2,3, Mengshi Dong1
1Department of Radiology, The Third Affiliated Hospital of Sun Yat-Sen University, 600 Tianhe Rd, Guangzhou, 510630, China.
在慢性精神分裂症谱系障碍 (SSD) 患者中训练有素的神经影像分类器无法可靠地检测早期的SSD. 慢性SSD中的大脑连接模式可能反映了药物效应,而不是核心疾病特征,阻碍了早期诊断模型.
科学领域:
- 神经科学是一个神经科学.
- 精神病学是一个精神病学.
- 医疗成像医学成像
背景情况:
- 早期发现精神分裂症谱系障碍 (SSD) 对治疗和预后至关重要.
- 现有的神经成像分类器经常关注慢性,药物治疗的SSD群体.
- 这些大脑指标作为早期SSD特征生物标志物的概括性仍然不确定.
研究的目的:
- 调查慢性,药物治疗的SSD患者的功能连接 (FC) 特性是否可以被概括为识别早期阶段的SSD.
- 评估基于神经成像的分类器对早期SSD检测的实用性.
主要方法:
- 一个支持矢量机 (SVM) 分类器被训练使用休息状态功能连接 (FC) 功能从502个SSD患者和575个健康对照 (HCs) 在三个站点.
- 该分类器在第四个站点的数据上进行了独立验证,包括慢性药物治疗和第一期无药SSD患者.
- 单变量分析探讨了药物剂量/疾病持续时间和FC之间的关系.
主要成果:
- 该分类器在独立数据集上实现了69%的准确性,在SSD检测方面具有63%的灵敏度和75%的特异性.
- 虽然对慢性药物治疗的SSD敏感 (71%的敏感度),但分类器对第一期无药的SSD (48%的敏感度) 的概括性很差.
- 功能连接与药物使用有显著的关联,但与疾病持续时间无关.
结论:
- 在慢性药物治疗的SSD上训练的分类器主要捕捉状态依赖的特征 (慢性,药物效应),而不是稳定的SSD特征.
- 这限制了当前神经成像分类器对各种SSD临床状态的概括性,包括早期阶段.
- 开发能够识别早期SSD特有的神经病理的模型对于改善早期检测至关重要.
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