論文の概要: DenseNet and Support Vector Machine classifications of major depressive
disorder using vertex-wise cortical features
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.11046v1
- Date: Sat, 18 Nov 2023 11:46:25 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-11-22 12:42:39.915312
- Title: DenseNet and Support Vector Machine classifications of major depressive
disorder using vertex-wise cortical features
- Title(参考訳): 頂点方向皮質特徴を用いた大うつ病の密度ネットとサポートベクターマシン分類
- Authors: Vladimir Belov, Tracy Erwin-Grabner, Ling-Li Zeng, Christopher R. K.
Ching, Andre Aleman, Alyssa R. Amod, Zeynep Basgoze, Francesco Benedetti,
Bianca Besteher, Katharina Brosch, Robin B\"ulow, Romain Colle, Colm G.
Connolly, Emmanuelle Corruble, Baptiste Couvy-Duchesne, Kathryn Cullen, Udo
Dannlowski, Christopher G. Davey, Annemiek Dols, Jan Ernsting, Jennifer W.
Evans, Lukas Fisch, Paola Fuentes-Claramonte, Ali Saffet Gonul, Ian H.
Gotlib, Hans J. Grabe, Nynke A. Groenewold, Dominik Grotegerd, Tim Hahn, J.
Paul Hamilton, Laura K.M. Han, Ben J Harrison, Tiffany C. Ho, Neda Jahanshad,
Alec J. Jamieson, Andriana Karuk, Tilo Kircher, Bonnie Klimes-Dougan,
Sheri-Michelle Koopowitz, Thomas Lancaster, Ramona Leenings, Meng Li, David
E. J. Linden, Frank P. MacMaster, David M. A. Mehler, Susanne Meinert, Elisa
Melloni, Bryon A. Mueller, Benson Mwangi, Igor Nenadi\'c, Amar Ojha, Yasumasa
Okamoto, Mardien L. Oudega, Brenda W. J. H. Penninx, Sara Poletti, Edith
Pomarol-Clotet, Maria J. Portella, Elena Pozzi, Joaquim Radua, Elena
Rodr\'iguez-Cano, Matthew D. Sacchet, Raymond Salvador, Anouk Schrantee, Kang
Sim, Jair C. Soares, Aleix Solanes, Dan J. Stein, Frederike Stein, Aleks
Stolicyn, Sophia I. Thomopoulos, Yara J. Toenders, Aslihan Uyar-Demir, Eduard
Vieta, Yolanda Vives-Gilabert, Henry V\"olzke, Martin Walter, Heather C.
Whalley, Sarah Whittle, Nils Winter, Katharina Wittfeld, Margaret J. Wright,
Mon-Ju Wu, Tony T. Yang, Carlos Zarate, Dick J. Veltman, Lianne Schmaal, Paul
M. Thompson, Roberto Goya-Maldonado
- Abstract要約: 大うつ病 (Major depressive disorder, MDD) は、世界中の数億の個人に影響を及ぼす複雑な精神疾患である。
ディープラーニングツールのニューロイメージングデータへの応用は、MDDの診断および予測バイオマーカーを提供する可能性がある。
MDD患者と健康管理 (HC) を線形機械学習による分節的大脳皮質の特徴に基づいて解離させる試みは, 精度が低いことが報告されている。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 2.29023553248714
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Major depressive disorder (MDD) is a complex psychiatric disorder that
affects the lives of hundreds of millions of individuals around the globe. Even
today, researchers debate if morphological alterations in the brain are linked
to MDD, likely due to the heterogeneity of this disorder. The application of
deep learning tools to neuroimaging data, capable of capturing complex
non-linear patterns, has the potential to provide diagnostic and predictive
biomarkers for MDD. However, previous attempts to demarcate MDD patients and
healthy controls (HC) based on segmented cortical features via linear machine
learning approaches have reported low accuracies. In this study, we used
globally representative data from the ENIGMA-MDD working group containing an
extensive sample of people with MDD (N=2,772) and HC (N=4,240), which allows a
comprehensive analysis with generalizable results. Based on the hypothesis that
integration of vertex-wise cortical features can improve classification
performance, we evaluated the classification of a DenseNet and a Support Vector
Machine (SVM), with the expectation that the former would outperform the
latter. As we analyzed a multi-site sample, we additionally applied the ComBat
harmonization tool to remove potential nuisance effects of site. We found that
both classifiers exhibited close to chance performance (balanced accuracy
DenseNet: 51%; SVM: 53%), when estimated on unseen sites. Slightly higher
classification performance (balanced accuracy DenseNet: 58%; SVM: 55%) was
found when the cross-validation folds contained subjects from all sites,
indicating site effect. In conclusion, the integration of vertex-wise
morphometric features and the use of the non-linear classifier did not lead to
the differentiability between MDD and HC. Our results support the notion that
MDD classification on this combination of features and classifiers is
unfeasible.
- Abstract(参考訳): 大うつ病(Major depressive disorder、MDD)は、世界中の数億人の人の生活に影響を与える複雑な精神疾患である。
現在でも研究者は、脳の形態変化がMDDと関連しているかどうかを議論している。
複雑な非線形パターンを捉えることができるニューロイメージングデータへのディープラーニングツールの応用は、MDDの診断および予測バイオマーカーを提供する可能性がある。
しかし、従来のMDD患者と、線形機械学習アプローチによる分節的皮質特徴に基づく健康管理(HC)の解離の試みでは、精度が低いことが報告されている。
本研究では,MDD (N=2,772) とHC (N=4,240) の広範囲なサンプルを含むENIGMA-MDDワーキンググループから得られたグローバルな代表データを用いて,一般化可能な結果を総合的に分析した。
頂点方向の皮質的特徴の統合が分類性能を向上させるという仮説に基づき,前者が後者を上回ることを期待して,密度ネットとサポートベクターマシン(svm)の分類を評価した。
マルチサイトサンプルを解析し,ComBatのハーモニゼーションツールを用いて,サイトによる潜在的なニュアンス効果を除去した。
いずれの分類器も,未発見のサイトで推定した場合の確率性能に近い値を示した(バランスの取れた精度:51%,svm:53%)。
整合精度DenseNet:58%, SVM:55%) は, クロスバリデーション・フォールドが全部位の被検体を含む場合に検出され, サイト効果が示唆された。
結論として, 頂点方向形態計測特徴の積分と非線形分類器の使用は, mddとhcの微分可能性に繋がらなかった。
この特徴と分類器の組み合わせによるMDD分類は不可能であるという考えを支持する。
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