Podrobno

Razvoj in validacija personaliziranega diferencialno-diagnostičnega klasifikacijskega algoritemskega okolja na osnovi mrežne analize FDG-PET slik možganov
ID Petek, Gašper (Avtor), ID Simončič, Urban (Mentor) Več o mentorju... Povezava se odpre v novem oknu, ID Rus, Tomaž (Komentor)

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (42,74 MB)
MD5: 3A74E9E164EB9DD56449CF91E3310BE5

Izvleček
Razvili in validirali smo prilagodljivo algoritemsko okolje na osnovi strojnega učenja, ki omogoča personalizirano diferencialno diagnostiko nevrodegenerativnih bolezni glede na konkretno klinično vprašanje. Razlikovanje nevrodegenerativnih bolezni, ki se kažejo s kognitivnim upadom ali motnjami gibanja, zlasti v zgodnjih fazah, ostaja velik klinični izziv. Slikanje z 18F-FDG PET sicer pomembno izboljša diagnostično natančnost, vendar zahteva visoko usposobljene specialiste za pravilno interpretacijo slik. Za razliko od predhodnih pristopov, ki obravnavajo vnaprej določene diagnostične primerjave (npr. Parkinsonova bolezen proti multipli sistemski atrofiji), se razvito algoritemsko okolje dinamično prilagaja specifičnemu kliničnemu vprašanju in sestavi podatkov, kar omogoča bolj prilagojen pristop za posameznega bolnika. Pri razvoju smo uporabili podatkovno bazo 18F-FDG PET slik bolnikov Univerzitetnega kliničnega centra Ljubljana v katero so vključeni bolniki z različnimi nevrodegenerativnimi boleznimi, vključno z Alzheimerjevo boleznijo (AB), vedenjsko različico frontotemporalne demence (bvFTD), demenco z Lewyjevimi telesci (DLB), Creutzfeldt-Jakobovo boleznijo (CJD), Parkinsonovo boleznijo (PB), multiplo sistemsko atrofijo (MSA), progresivno supranuklearno paralizo (PSP), kortikobazalno degeneracijo (CBD) ter zdravimi kontrolami. Vsak primer je bil opisan z vrednostmi izraženosti različnih za bolezen specifičnih metaboličnih vzorcev (npr. ADRP, FTDRP, PDRP, MSARP, PSPRP). Algoritemsko okolje vključuje več klasifikacijskih pristopov strojnega učenja, med drugim logistično regresijo, metodo podpornih vektorjev in naivni Bayes. Učinkovitost posameznih modelov smo ovrednotili z navzkrižno validacijo z izključitvijo enega primera ter z uporabo metrik, kot so površina pod krivuljo ROC (AUC), občutljivost in specifičnost. Cilj naloge ni bil doseganje maksimalne diagnostične točnosti posameznega modela, temveč razvoj kontekstno občutljivega diagnostičnega okvira, ki prepoznava tudi negotovost in stabilnost napovedi v različnih kliničnih situacijah.

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:PET, klasifikacija, strojno učenje, nevrodegenerativne bolezni, algoritem
Vrsta gradiva:Magistrsko delo/naloga
Tipologija:2.09 - Magistrsko delo
Organizacija:FMF - Fakulteta za matematiko in fiziko
Leto izida:2026
PID:20.500.12556/RUL-179934 Povezava se odpre v novem oknu
COBISS.SI-ID:269955843 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:27.02.2026
Število ogledov:88
Število prenosov:23
Metapodatki:XML DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Sekundarni jezik

Jezik:Angleški jezik
Naslov:A Personalized, Network-Based FDG-PET Classification Algorithmic Framework for Differential Diagnosis of Neurodegenerative Disorders: Development and Validation
Izvleček:
We developed and validated an adaptive machine-learning–based algorithmic framework that enables personalized differential diagnosis of neurodegenerative diseases according to specific clinical questions. Differentiating neurodegenerative disorders presenting with cognitive decline or movement disorders, particularly in their early stages, remains a major clinical challenge. While 18F-FDG PET imaging substantially improves diagnostic accuracy, it requires highly trained specialists for accurate image interpretation. In contrast to previous approaches that address predefined diagnostic comparisons (e.g., Parkinson’s disease versus multiple system atrophy), the proposed algorithmic framework dynamically adapts to the specific clinical question and the composition of the available data, allowing for a more individualized diagnostic approach for each patient. For model development, we used a database of 18F-FDG PET brain images from patients with different neurodegenerative disorders examined at the University Medical Centre Ljubljana, including individuals with Alzheimer’s disease (AD), the behavioral variant of frontotemporal dementia (bvFTD), dementia with Lewy bodies (DLB), Creutzfeldt–Jakob disease (CJD), Parkinson’s disease (PD), multiple system atrophy (MSA), progressive supranuclear palsy (PSP), corticobasal degeneration (CBD), as well as healthy controls. Each case was characterized using the expression of different disease-specific metabolic patterns (e.g., ADRP, FTDRP, PDRP, MSARP, PSPRP). The algorithmic framework incorporates multiple machine-learning classifiers, including logistic regression, support vector machines, and naïve Bayes. Model performance was evaluated using leave-one-out cross-validation and assessed with standard metrics such as the area under the receiver operating characteristic curve (AUC), sensitivity, and specificity. The primary goal of this study was not to achieve maximal diagnostic accuracy of individual models, but rather to develop a context sensitive diagnostic framework that also accounts for uncertainty and prediction stability across different clinical scenarios.

Ključne besede:PET, classification, machine learning, neurodegenerative diseases, algorithm

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Nazaj