論文の概要: Validating Deep Models for Alzheimer's 18F-FDG PET Diagnosis Across Populations: A Study with Latin American Data
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.00728v1
- Date: Sat, 01 Nov 2025 22:24:31 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-11-05 16:37:26.911567
- Title: Validating Deep Models for Alzheimer's 18F-FDG PET Diagnosis Across Populations: A Study with Latin American Data
- Title(参考訳): アルツハイマー18F-FDG PET診断における深部モデルの有効性 : ラテンアメリカデータを用いた検討
- Authors: Hugo Massaroli, Hernan Chaves, Pilar Anania, Mauricio Farez, Emmanuel Iarussi, Viviana Siless,
- Abstract要約: 我々はアルツハイマー病神経画像イニシアチブデータセットの畳み込みモデルとトランスフォーマーモデルを比較した。
すべてのモデルがADNI上で高いAUCを達成する一方で、その性能はFLENIで大幅に低下することを示す。
これらの知見は、診断AIモデルの集団認識による検証の必要性を浮き彫りにしている。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 2.0524609401792397
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Deep learning models have shown strong performance in diagnosing Alzheimer's disease (AD) using neuroimaging data, particularly 18F-FDG PET scans, with training datasets largely composed of North American cohorts such as those in the Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative (ADNI). However, their generalization to underrepresented populations remains underexplored. In this study, we benchmark convolutional and Transformer-based models on the ADNI dataset and assess their generalization performance on a novel Latin American clinical cohort from the FLENI Institute in Buenos Aires, Argentina. We show that while all models achieve high AUCs on ADNI (up to .96, .97), their performance drops substantially on FLENI (down to .82, .80, respectively), revealing a significant domain shift. The tested architectures demonstrated similar performance, calling into question the supposed advantages of transformers for this specific task. Through ablation studies, we identify per-image normalization and a correct sampling selection as key factors for generalization. Occlusion sensitivity analysis further reveals that models trained on ADNI, generally attend to canonical hypometabolic regions for the AD class, but focus becomes unclear for the other classes and for FLENI scans. These findings highlight the need for population-aware validation of diagnostic AI models and motivate future work on domain adaptation and cohort diversification.
- Abstract(参考訳): 深層学習モデルは、神経画像データ(特に18F-FDG PETスキャン)を用いてアルツハイマー病(AD)を診断する上で、特にアルツハイマー病神経画像イニシアチブ(ADNI)のような北米のコホートからなるトレーニングデータセットを用いて、強いパフォーマンスを示している。
しかし、人口不足への一般化は未発見のままである。
本研究では,アルゼンチンのブエノスアイレスにあるFLENI研究所において,ADNIデータセットの畳み込みモデルとトランスフォーマーモデルを比較し,その一般化性能を評価した。
すべてのモデルがADNI(最大.96, .97)上で高いAUCを達成する一方で、その性能はFLENI(それぞれ.82, .80)で大幅に低下し、ドメインシフトが顕著であることが示されている。
テストされたアーキテクチャも同様のパフォーマンスを示し、この特定のタスクに対するトランスフォーマーの利点を疑問視した。
アブレーション研究を通じて、画像ごとの正規化と正しいサンプリング選択を一般化の鍵となる要因として同定する。
咬合感度分析により、ADNIで訓練されたモデルでは、一般的にADクラスでは標準的低代謝領域を呈するが、他のクラスやFLENIスキャンでは焦点が不明確になる。
これらの知見は、診断AIモデルの集団認識による検証の必要性を強調し、ドメイン適応とコホート多様化に関する今後の研究を動機付けている。
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