An LDA and probability-based classifier for the diagnosis of Alzheimer's Disease from structural MRI

In this paper a custom classification algorithm based on linear discriminant analysis and probability-based weights is implemented and applied to the hippocampus measurements of structural magnetic resonance images from healthy subjects and Alzheimer’s Disease sufferers; and then attempts to diagnose them as accurately as possible. The classifier works by classifying each measurement of a hippocampal volume as healthy controlsized or Alzheimer’s Disease-sized, these new features are then weighted and used to classify the subject as a healthy control or suffering from Alzheimer’s Disease. The preliminary results obtained reach an accuracy of 85.8% and this is a similar accuracy to state-of-the-art methods such as a Naive Bayes classifier and a Support Vector Machine. An advantage of the method proposed in this paper over the aforementioned state of the art classifiers is the descriptive ability of the classifications it produces. The descriptive model can be of great help to aid a doctor in the diagnosis of Alzheimer’s Disease, or even further the understand of how Alzheimer’s Disease affects the hippocampus

Standardized evaluation of algorithms for computer-aided diagnosis of dementia based on structural MRI: The CADDementia challenge

Algorithms for computer-aided diagnosis of dementia based on structural MRI have demonstrated high performance in the literature, but are difficult to compare as different data sets and methodology were used for evaluation. In addition, it is unclear how the algorithms would perform on previously unseen data, and thus, how they would perform in clinical practice when there is no real opportunity to adapt the algorithm to the data at hand. To address these comparability, generalizability and clinical applicability issues, we organized a grand challenge that aimed to objectively compare algorithms based on a clinically representative multi-center data set. Using clinical practice as the starting point, the goal was to reproduce the clinical diagnosis. Therefore, we evaluated algorithms for multi-class classification of three diagnostic groups: patients with probable Alzheimer's disease, patients with mild cognitive impairment and healthy controls. The diagnosis based on clinical criteria was used as reference standard, as it was the best available reference despite its known limitations. For evaluation, a previously unseen test set was used consisting of 354 T1-weighted MRI scans with the diagnoses blinded. Fifteen research teams participated with a total of 29 algorithms. The algorithms were trained on a small training set (n = 30) and optionally on data from other sources (e.g., the Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative, the Australian Imaging Biomarkers and Lifestyle flagship study of aging). The best performing algorithm yielded an accuracy of 63.0% and an area under the receiver-operating-characteristic curve (AUC) of 78.8%. In general, the best performances were achieved using feature extraction based on voxel-based morphometry or a combination of features that included volume, cortical thickness, shape and intensity. The challenge is open for new submissions via the web-based framework: http://caddementia.grand-challenge.org

Intelligent System For Brain Disease Diagnosis Using Rotation Invariant Features And Fuzzy Neural Network

The characteristic features of the magnetic resonant image (MRI) for Alzheimer’s patient’s brain image and normal image can be distinguished in terms of dimensional features with the help of wavelet decomposition. From the literature review, it is observed that when datasets used are a combination of the MR images having a very mild cognitive impairment and mild cognitive impairment, the performance of the classifier reduces. Because the features of this kind of MR image are difficult to distinguish from normal brain images. To solve this problem, the lossless feature extraction method along with the feature reduction method having a selection approach is suggested as a solution here. In this paper, the 12 directional, rotation invariant two-dimensional discrete-time continuous wavelet transform (R-DTCWT) and a genetic algorithm (GA) are used for feature selection and feature vector size reduction. The fuzzy neural network (FNN) which is suitable for pattern recognition is used here. The FNN with and without feature reduction is evaluated for identification of combinational dataset, shows satisfactory performance over an artificial neural network (ANN), probabilistic neural network (PNN) classifiers. This method is compared with other state of algorithm to prove the enhanced performanc

Feature selection methods for predicting pre-clinical stage in Alzheirmer's Disease

Project in collaboration with the Pasqual Maragall Foundation and the Hospital Clinic from BarcelonaAlzheimer's disease is still an incurable disease. Nevertheless, some of its biomarkers suffer changes in the early stages of the disease, long before clinical symptoms appear. In order to determine how biomarkers obtained from magnetic resonance (MRI) techniques affect the disease's evolution, machine learning techniques have been used to design and implement a classification system so as to predict the stages in which several patients belong. One of the main objectives of this project is reducing the number of data to manage, since MRI provide a large volume of data for each patient. As a result, we will focus on the stage of reduction and extraction of characteristics of the classifier which may be relevant for the mentioned problem. We will carry out an exhaustive analysis of different methods of selection of features to apply to biomedical data related to Alzheimer's disease. Results obtained will also be applicable to other fields. Finally, we will assess these methods with a multimodal data base provided by the collaboration agreement with Pasqual Maragall Foundation (FPM).La enfermedad del Alzheimer es aún una enfermedad incurable. Sin embargo, algunos de sus biomarcadores sufren cambios durante las primeras etapas de la enfermedad, mucho antes de presentar síntomas clínicos. Para determinar cómo estos afectan a la evolución de la enfermedad los biomarcadores obtenidos a partir de técnicas de resonancia magnética (MRI), se han utilizado técnicas de machine learning para diseñar e implementar un sistema de clasificación con el fin de predecir las etapas en las que se encuentran distintos pacientes. Uno de los principales objetivos de este proyecto es reducir el número de datos a tratar, ya que las MRI proporcionan un gran volumen de datos de cada paciente. En consecuencia, nos centraremos en la etapa de reducción y extracción de características del clasificador que pueden ser relevantes para el problema mencionado. Realizaremos un análisis exhaustivo de distintos métodos de selección de características para aplicarlos a datos biomédicos relacionados con la enfermedad del Alzheimer. Los resultados obtenidos también podrán aplicarse en otros campos. Finalmente, evaluaremos los métodos con una base de datos multimodal proporcionada por el convenio de colaboración con la Fundació Pasqual Maragall (FPM).La malaltia de l'Alzheimer és encara una malaltia incurable. Tanmateix, alguns dels seus biomarcadors es pateixen canvis durant les primeres etapes de la malaltia, molt abans de presentar símptomes clínics. Per a determinar com afecten a l'evolució de la malaltia els biomarcadors obtinguts a partir de tècniques de ressonància magnètica (MRI), s'han utilitzat tècniques de machine learning per a dissenyar i implementar un sistema de classificació per a predir les etapes en què es troben diversos pacients. Un dels principals objectius d'aquest projecte és reduir el nombre de dades a tractar, ja que les MRI proporcionen un gran volum de dades de cada pacient. En conseqüència, ens centrarem en l'etapa de reducció i extracció de característiques del classificador que poden ser rellevants per al problema esmentat. Realitzarem una anàlisi exhaustiva de diferents mètodes de selecció de característiques per a aplicar-los a dades biomèdiques relacionades amb la malaltia de l'Alzheimer. Els resultats obtinguts també podran aplicar-se en altres camps. Finalment, avaluarem els mètodes amb una base de dades multimodal proporcionada pel conveni de col·laboració amb la Fundació Pasqual Maragall (FPM)

Pattern recognition and machine learning for magnetic resonance images with kernel methods

The aim of this thesis is to apply a particular category of machine learning and pattern recognition algorithms, namely the kernel methods, to both functional and anatomical magnetic resonance images (MRI). This work specifically focused on supervised learning methods. Both methodological and practical aspects are described in this thesis. Kernel methods have the computational advantage for high dimensional data, therefore they are idea for imaging data. The procedures can be broadly divided into two components: the construction of the kernels and the actual kernel algorithms themselves. Pre-processed functional or anatomical images can be computed into a linear kernel or a non-linear kernel. We introduce both kernel regression and kernel classification algorithms in two main categories: probabilistic methods and non-probabilistic methods. For practical applications, kernel classification methods were applied to decode the cognitive or sensory states of the subject from the fMRI signal and were also applied to discriminate patients with neurological diseases from normal people using anatomical MRI. Kernel regression methods were used to predict the regressors in the design of fMRI experiments, and clinical ratings from the anatomical scans

Machine learning approaches for the study of AD with brain MRI data

Treballs Finals de Grau d'Enginyeria Biomèdica. Facultat de Medicina i Ciències de la Salut. Universitat de Barcelona. Curs: 2020-2021. Directors: Roser Sala Llonch, Agnès Pérez MillanThe use of automated or semi-automated approaches based on imaging data has been suggested to support the diagnoses of some diseases. In this context, Machine Learning (ML) appears as a useful emerging tool for this purpose, allowing from feature extraction to automatic classification. Alzheimer Disease (AD) and Frontotemporal Dementia (FTD) are two common and prevalent forms of early-onset dementia with different, but partly overlapping, symptoms and brain patterns of atrophy. Because of the similarities, there is a need to establish an accurate diagnosis and to obtain good markers for prognosis. This work combines both supervised and unsupervised ML algorithms to classify AD and FTD. The data used consisted of gray matter volumes and cortical thicknesses (CTh) extracted from 3TT1 MRI of 44 healthy controls (HC, age: 57.8±5.4 years), 53 Early-Onset Alzheimer Disease patients (EOAD, age: 59.4±4.4 years) and 64 FTD patients (FTD, age: 64.4±8.8 years). A principal component analysis (PCA) of all volumes and thicknesses was performed and a number of principal components (PC) that accumulated at least 80% of the data variance were entered into a Support Vector Machine (SVM). Overall performance was assessed using a 5-fold crossvalidation..

Neuropsychological predictors of the outcome in non-demented subjects with cognitive complaints

Tese de doutoramento, Ciências Biomédicas (Neurociências), Universidade de Lisboa, Faculdade de Medicina, 2012Nowadays, life expectancy has increased and gradually the prevalence of neurodegenerative disorders in the aging population began to represent a major public health problem. Alzheimer’s disease (AD) is the most common dementia and affects millions of older adults. Despite recent advances in the knowledge of AD biomarkers of pathophysiological processes, clearly the phenotype remains aetiologically heterogeneous. Understanding the clinical phenotype variation contingent to the neuropathological progression is crucial to provide intervention in the earliest phases of neurodegeneration. Newly research biomarkers have been proposed for early diagnosis of AD, however cognitive impairment remains a prominent and early feature of AD. Neuropsychological markers could offer a relatively inexpensive and noninvasive indicator of future progression to dementia because biological markers are expensive, some of them only available at few specialized centers, and, in the case of lumbar puncture, invasive. Therefore, it would not be reasonable to offer the newer and expensive biomarker techniques to all patients with cognitive complaints. Importantly, new treatments of disease modification approach require the selection of those patients with higher risk of conversion to dementia. Thus, the main goal of the present thesis was to improve the predictive value of neuropsychological measures to future conversion to dementia of patients presenting with cognitive complaints who do not fulfil the dementia criteria. Four steps were conducted in order to reach that main goal: 1. º Original published articles reporting values of sensitivity, specificity and effect sizes for neuropsychological tests to predict conversion to dementia in patients at risk of future cognitive decline were analysed in a systematic review of literature. Twenty-four studies published in the last 20 years were selected. Neuropsychological tests administered vary considerably among studies, yet the battery of tests applied generally assessed verbal memory performances, and many included also cognitive areas such as executive functions, attention and language. Methodological constrains limited the ability to provide reasonable predictive values; some studies have reported rather disparate global sensitivity and specificity rates for the neuropsychological tests to predict conversion to dementia. Conversely, other studies reported high and balanced sensitivity/specificity ratios (≥80%), mainly for verbal episodic memory tests, however the follow-up period of those studies was generally short (≈2 years). Certainly, it would be important to achieve a consensus according to the more feasible and accurate neuropsychological tests to administer for the assessment of patients at risk of conversion to dementia. On the other hand, cohort studies with longer follow-up periods would be important to propose neuropsychological tests with higher predictive accuracy and clinical relevance regarding conversion to dementia. 2. º Newer statistical classification methods derived from data mining and machine learning methods were applied to improve accuracy, sensitivity and specificity of predictors obtained from neuropsychological testing. Data used to perform the comparison of classification methods was extracted from a cohort study (CCC – Cognitive Complaints Cohort) with 775 elderly non-demented patients with cognitive complaints referred for neuropsychological evaluation. Seven non-parametric classifiers derived from data mining methods (Multilayer Perceptrons Neural Networks, Radial Basis Function Neural Networks, Support Vector Machines, CART, CHAID and QUEST Classification Trees and Random Forests) were compared to three traditional classifiers (Linear Discriminant Analysis, Quadratic Discriminant Analysis and Logistic Regression) in terms of overall classification accuracy, specificity, sensitivity, Area under the ROC curve and Press’Q. Model predictors were 10 neuropsychological tests currently used in the diagnosis of dementia. Comparison of classifiers highlighted three methods more adequate to study the predictive value of neuropsychological tests in longitudinal clinical cohort studies. Support Vector Machines demonstrated the larger overall classification accuracy (Median (Me) = 0.76) and area under the ROC (Me =0.90). However, this method showed high specificity (Me = 1.0) but very low sensitivity (Me = 0.3). Random Forests ranked second in overall accuracy (Me = 0.73) with high area under the ROC (Me = 0.73), specificity (Me = 0.73) and sensitivity (Me = 0.64). Linear Discriminant Analysis also showed acceptable overall accuracy (Me = 0.66), with acceptable area under the ROC (Me = 0.72), specificity (Me = 0.66) and sensitivity (Me = 0.64). Results indicated the innovative data mining method of Random Forests, along with more traditional methods, namely the Linear Discriminant Analysis, should be the option in cohort studies of neuropsychological predictors of future dementia. 3. º Verbal memory is one of the first cognitive areas to decline, therefore, the predictive value of Mild Cognitive Impairment (MCI) for the conversion to dementia when using four different verbal memory tests (Logical Memory, LM; California Verbal Learning Test, CVLT; Verbal Paired-Associate Learning, VPAL; and Digit Span, DS) was analysed. Participants were consecutive patients with subjective cognitive complaints who performed a comprehensive neuropsychological evaluation and were not demented, observed in a memory clinic setting. At baseline, 272 patients from CCC reporting subjective cognitive complaints and not demented were included. During the follow-up time (3.0±1.9 years), 58 patients converted to dementia, and 214 did not. Statistically significant differences between the converters and non-converters were present in LM, VPAL and CVLT. A multivariate Cox regression analysis combining the 4 memory tests revealed that only the CVLT test remained significant as predictor of conversion to dementia. Non-demented patients with cognitive complaints diagnosed as MCI according to abnormal (< 1.5 SD) learning in the CVLT test had 3.6 higher risk of becoming demented in the follow-up. As so, the verbal memory assessment using the CVLT should be preferred in the diagnostic criteria of MCI for a more accurate prediction of conversion to dementia. 4. º The predictive value for future conversion to dementia of a comprehensive neuropsychological battery applied to a cohort of nondemented patients followed-up for 5 years was presented. Two hundred and fifty subjects were selected from CCC having cognitive complaints, assessment with a comprehensive neuropsychological battery, and follow-up of at least 5 years (if patients have not converted to dementia earlier). During the follow-up period (2.6±1.8 years for converters and 6.1±2.1 for non converters), 162 patients (64.8%) progressed to dementia (mostly Alzheimer’s disease), and 88 (35.2%) did not. A Linear Discriminant Analysis (LDA) model constituted by Digit Span backward, Semantic Fluency, Logical Memory (immediate recall) and Forgetting Index significantly discriminated converters from non-converters (λ Wilks=0.64; χ2(4)=81.95; p<0.001; RCanonical=0.60). Logical Memory (immediate recall) was the strongest predictor with a standardized canonical discriminant function coefficient of 0.70. The LDA classificatory model showed good sensitivity, specificity and accuracy values (78.8%, 79.9% and 78.6%, respectively) of the neuropsychological tests to predict long-term conversion to dementia. Results showed that it is possible to predict, on the basis of the initial clinical and neuropsychological evaluation, namely with routine tests from a comprehensive neuropsychological battery, whether non-demented patients with cognitive complaints will probably convert to dementia, or remain stable. This prediction is obtained with very good accuracy values (≈80%), similar to those reported for the newly research biomarkers, and at a reasonably long and clinically relevant term (5 years).A esperança média de vida tem vindo a aumentar e consequentemente, de modo gradual, também a prevalência de doenças neurodegenerativas, representando actualmente na população mais envelhecida um alarmante problema de saúde pública. A doença de Alzheimer é a forma mais comum de demência e afecta milhões de indivíduos adultos. Recentemente tem sido possível alcançar avanços significativos na compreensão e no conhecimento sobre os biomarcadores que traduzem os processos patofisiológicos associados à doença de Alzheimer, no entanto, é importante salientar que o fenótipo manifestado pode ainda ser de etiologia heterogénea. Compreender melhor a variação das expressões de fenótipo contigentes ao processo neuropatológico é essencial para uma identificação e intervenção mais precoce no processo neurodegenerativo. Recentemente foram propostos novos biomarcadores, ainda limitados ao âmbito da investigação, com o propósito de realizar mais cedo o diagnóstico de doença de Alzheimer. Não obstante o seu potencial, será de referir que a presença de significativas alterações cognitivas continua a ser um elemento de diagnóstico incontornável e um indicador precoce da doença de Alzheimer. Os marcadores neuropsicológicos poderão oferecer indicadores de uma futura progressão para demência que serão economicamente mais acessíveis e clinicamente menos invasivos do que a realização dos métodos necessários aos marcadores biológicos, que além de serem mais dispendiosos, apenas se encontram disponíveis em alguns centros médicos especializados e serão em alguns casos métodos invasivos (e.g., recolha de líquido cefalorraquidiano através de punção lombar). Por conseguinte, não será razoável assumir que se irá disponibilizar a todos os indivíduos com manifestas queixas subjectivas de alterações cognitivas os recentes biomarcadores, por requerem técnicas dispendiosas e/ou invasivas. Por outro lado, é importante referir que a abordagem em presente desenvolvimento para tratar a doença incidindo na modificação dos seus factores causais requer uma selecção inicial do maior número possível de indivíduos para os quais o risco de progressão para demência seja significativo. Assim sendo, o objectivo central da presente tese foi o de melhorar o valor preditivo das medidas neuropsicológicas para a determinação de uma futura progressão para demência de indivíduos com queixa de alterações cognitivas que contudo não preenchem ainda os critérios para o diagnóstico de demência. De modo a concretizar o objectivo central, quatro estudos foram desenvolvidos: 1.º - Uma revisão sistemática da literatura foi realizada com base em estudos originais publicados sobre o valor preditivo da avaliação neuropsicológica de uma futura progressão para demência, apresentando para tal os valores de sensibilidade, especificidade e magnitude do efeito para cada uma das provas neuropsicológicas. A selecção dos artigos permitiu a identificação de 24 artigos publicados nos últimos 20 anos. Os testes neuropsicológicos aplicados mudavam consideravelmente consoante o estudo em questão, contudo verificava-se que no conjunto de estudos era consistente a aplicação de provas de avaliação da memória verbal, mas também de avaliação de funções executivas, capacidade de atenção e linguagem. A presença de limitações metodológicas condicionou a potencialidade de apresentar valores preditivos razoáveis em alguns estudos, além disso, noutros estudos os valores de sensibilidade e especificidade apresentados para as provas neuropsicológicas enquanto preditoras de futura progressão para demência eram consideravelmente díspares. No entanto será importante salientar que também foi possível identificar em parte dos estudos descritos a presença de valores muito positivos e de razões equilibradas entre sensibilidade e especificidade (≥80%), principalmente para provas de avaliação da memória verbal episódica, contudo os tempos de seguimento eram na sua maioria curtos (aproximadamente 2 anos). Com certeza que seria relevante encontrar um consenso que pudesse futuramente guiar uma escolha viável e precisa das provas neuropsicológicas a aplicar para melhor predizer uma futura progressão para demência. Por outro lado, a existência de estudos de coorte longitudinais com períodos de seguimento mais alargados seria essencial para melhorar a precisão dos valores preditivos da avaliação neuropsicológica, tornando-se estes clinicamente mais relevantes no que respeita a uma futura progressão para demência. 2.º Os novos métodos de classificação estatística associados a técnicas de Prospecção de dados (em inglês data mining) e Sistemas de Aprendizagem (em inglês machine learning) foram aplicados com o intuito de melhorar a precisão, sensibilidade e especificidade dos preditores obtidos pela avaliação neuropsicológica. Para a comparação dos métodos classificatórios recorreu-se à base de dados CCC (CCC – Cognitive Complaints Cohort) que era constituída na altura por 775 casos de pacientes idosos não-dementes com queixas de alterações cognitivas e que foram referenciados para realizarem uma avaliação neuropsicológica. A comparação dos métodos estatísticos realizou-se entre 7 classificadores não-paramétricos provenientes de métodos de Prospecção de dados (Redes Neuronais com Perceptrões Multicamada; Redes Neuronais com Funções de Base Radial; Máquinas de Vectores de Suporte; CART; CHAID; Árvores de Classificação QUEST e Árvores de Classificação Aleatória) que foram comparados com três classificadores tradicionais (Análise Discriminante Linear; Análise Discriminante Quadrática, e Regressão Logística) em termos de precisão classificatória, especificidade, sensibilidade, área abaixo da curva ROC e Press’Q. O modelo para a predição consistia em 10 testes neuropsicológicos utilizados recorrentemente para o diagnóstico de demência. A comparação de classificadores identificou três métodos como os mais adequados para testar o valor preditivo dos testes neuropsicológicos em estudos longitudinais de coortes clínicas. As Máquinas de Vectores de Suporte demonstraram valores mais elevados de precisão classificatória (Mediana (Me)= 0,76) e de área abaixo da curva ROC (Me= 0,90). De salientar que, no que respeita à especificidade, este método revelou um valor elevado (Me= 1,0), contudo o valor de sensibilidade era consideravelmente baixo (Me= 0,30). As Florestas Aleatórias foram o segundo método com melhores resultados em termos de precisão (Me= 0,73), área abaixo da curva ROC (Me= 0,73), especificidade (Me= 0,73) e sensibilidade (Me= 0,64). A Análise Discriminante Linear demonstrou igualmente valores razoáveis de precisão (Me= 0,66), área abaixo da curva ROC (Me= 0,72), especificidade (Me= 0,66) e sensibilidade (Me= 0,64). Os resultados apresentados indicam que os melhores métodos classificatórios para analisar os preditores neuropsicológicos de futura progressão para demência correspondem às Florestas Aleatórias no âmbito dos mais inovadores métodos de Prospecção de dados e à Análise Discriminante Linear, enquanto método de eleição de entre os mais tradicionais para classificação de dados. 3.º A memória verbal é considerada uma das primeiras áreas cognitivas a manifestar declínio nos casos de Doença de Alzheimer. Por conseguinte, o valor preditivo de progressão para demência (Doença de Alzheimer) associado ao Defeito Cognitivo Ligeiro (DCL) foi analisado contemplando para o diagnóstico de DCL quatro testes diferentes de avaliação da memória verbal (Memória Lógica (LM); Teste de Aprendizagem Verbal de Califórnia (CVLT); Aprendizagem Verbal Associativa com Pares de Palavras (VPAL); e, Memória de Dígitos (DS)). Para o estudo foi seleccionada uma amostra consecutiva de pacientes com queixas de alterações cognitivas que em consequência das mesmas foram referenciados para realizar uma avaliação neuropsicológica pormenorizada numa clínica de memória, mas que não preenchiam ainda os critérios para o diagnóstico de demência. Uma amostra inicial de 272 pacientes com queixas cognitivas e não-dementes foram seleccionados da coorte CCC para o presente estudo. No decurso do período de seguimento (3,0±1,9 anos) ocorreu a conversão para demência em 58 pacientes, enquanto 214 permaneceram cognitivamente estáveis. Nas provas de LM, VPAL e CVLT verificaram-se diferenças estatisticamente significativas entre o grupo que converteu e o que não converteu. Através de uma análise de Regressão Multivariada de COX com um modelo constituído pelas quatro provas de memória verbal demonstrou-se que apenas a prova CVLT mantém a significância enquanto preditor de futura conversão para demência. Assim sendo, pacientes que não se encontram dementes mas que manifestam queixas de alterações cognitivas, com o diagnóstico de DCL recorrendo à pontuação na prova CVLT, se apresentarem defeito nesta prova (< 1,5 desvios-padrão abaixo da média de referência) têm um risco acrescido de evoluir para demência dentro do período de seguimento. Consequentemente, uma avaliação neuropsicológica incluindo a prova CVLT deve ser contemplada para os critérios de diagnóstico de DCL de modo a predizer com maior precisão uma futura conversão para demência. 4.º Uma coorte constituída por 250 indivíduos (seleccionados da base de dados CCC) com queixas cognitivas mas sem critérios de demência e com seguimento clínico superior a 5 anos (com excepção para os casos que evoluíram para demência antes dos 5 anos) foi analisada com vista à determinação do valor preditivo dos testes neuropsicológicos a longo prazo. Durante o período de seguimento (2,6±1,8 anos para os indivíduos que evoluíram para demência e 6,1±2,1 anos para os que permaneceram estáveis a nível cognitivo) 162 indivíduos (64,8%) apresentaram os critérios para o diagnóstico de demência (principalmente para Doença de Alzheimer), enquanto que 88 (35,2%) permaneceram estáveis. Foi possível discriminar entre os indivíduos que progrediram para demência e os que permaneceram estáveis através de um modelo de Análise Discriminante Linear (ADL) com os resultados iniciais da avaliação nas provas: Memória de Dígitos inversa, Fluência Semântica, Memória Lógica (evocação imediata), e o Índice de Esquecimento da Memória Lógica (λ Wilks= 0,64; χ2 (4)= 81,95; p< 0,001; RCanonical= 0,60). O preditor neuropsicológico mais robusto, com coeficiente estandardizado da função discriminante (canónica) de 0,70, foi a prova de Memória Lógica (evocação imediata). O modelo classificatório da ADL demonstrou valores muito positivos para a sensibilidade, especificidade e precisão classificatória (78,8%, 79,9% e 78,6%, respectivamente), dos testes neuropsicológicos para predizer uma futura progressão para demência a longo prazo. Os resultados apresentados evidenciam a possibilidade de predizer, com base numa avaliação inicial, clínica e neuropsicológica, com uma bateria de provas cognitivas aplicada na rotina clínica, se o indivíduo que apresenta queixas cognitivas irá evoluir para demência ou permanecer estável nos próximos anos. Será de salientar que o valor preditivo foi obtido com uma precisão bastante aceitável (≈ 80%), na ordem dos valores obtidos para os biomarcadores mais recentes, e no âmbito de um período de seguimento consideravelmente longo e portanto clinicamente relevante (5 anos)

Investigating data mining techniques for extracting information from Alzheimer\u27s disease data

Data mining techniques have been used widely in many areas such as business, science, engineering and more recently in clinical medicine. These techniques allow an enormous amount of high dimensional data to be analysed for extraction of interesting information as well as the construction of models for prediction. One of the foci in health related research is Alzheimer\u27s disease which is currently a non-curable disease where diagnosis can only be confirmed after death via an autopsy. Using multi-dimensional data and the applications of data mining techniques, researchers hope to find biomarkers that will diagnose Alzheimer\u27s disease as early as possible. The primary purpose of this research project is to investigate the application of data mining techniques for finding interesting biomarkers from a set of Alzheimer\u27s disease related data. The findings from this project will help to analyse the data more effectively and contribute to methods of providing earlier diagnosis of the disease