在不减少特征的情况下也实现了较低的时间复杂度。此外,该方法考虑
了所有的特征,而不是将搜索限制在阈值内的一些特征
3.
拟议方法
所提出的算法的主要目标是:
为了找到一个次优的最小特征组合,可以最大限度地提高性能的
基于维的分类器,如
SVM
和
KNN
。
●
设计一个时间效率高的特征选择算法
方法说明如下:
1. 选择特征。
2.
数据的预处理
3. 使用FS对特征进行排序。
4. 提出了一种融合FS和贪婪搜索算法的次优最小特征子集选择算法
5. 对所提出的特征选择算法返回的特征集进行了性能评价。留一交叉
验证(LOOCV)和分层10倍交叉验证策略分别用于估计所得特征集
的性能。使用BCA、精确度、灵敏度、特异度、F1评分等指标对二
元分类进行评价。除了用于评估二元分类性能的所有指标外,多曲
线下面积(MAUC)也用于三向分类(AD v/s MCI v/s NC)。
图1包含所提出的特征选择算法的工作流程。
3.1.
数据集
本节描述了用于预测诊断的数据集和特征
3.1.1.
数据集描述
实验在ADNI-TADPOLE和AIBL数据集上进行。数据集的描述如
下:
阿德尼-塔波尔。ADNI-TADPOLE数据集由阿尔茨海默病神经成像
倡议(ADNI)发布,作为阿尔茨海默病的竞争挑战数据集。这是研究
人员免费获得的标准数据集之一(Marinescu et al.,2018年)。该数
据集由在多个时间点收集的1737名患者的多模态数据组成。多模态数据
包括MRI、PET、CSF和认知测试。ADNI-TADPOLE挑战数据集的主
要目的是在早期阶段预测AD风险个体。该数据集是在ADNI项目(诸如
ADNI、ADNI-1)期间在各个时期执行的个体的MRI、PET感兴趣区
域(ROI)提取的特征、CSF、遗传和神经心理认知评估数据的集合
(Marinescu等人, 2018年)。ADNI项目的参与者完全同意向公众分
享他们的数据(Marinescu等人,2018年)。因此,我们选择了已经满
足伦理关注的数据集进行研究。 该数据集是来自各种模态的生物标志物
的综合集合,这些生物标志物有希望区分AD与MCI和NC(McKhann
等人, 2011年)。
AIBL。AIBL数据集于2016年11月14日发布,用于确定哪些生物标
志物 、 认知 特 征、生活方 式因素 有助于 从 MCI患 者中识 别AD。 与
ADNI-TADPOLE类似,AIBL也是标准的免费数据集
对于研究人员(Ellis等人, 2009年)。AIBL专业人员的参与者也完全
同意向公众分享他们的数据(Ellis等人,2009年)。因此,我们选择了
该数据集进行研究。该研究的队列来自澳大利亚。有超过1000名参与者
的数据包括各种因素,如实验室数据,病史数据,生活方式数据,在不
同的时间间隔收集认知数据。该数据集包括以6个月为间隔检查的4.5年
纵向队列研究(Ellis et al.,2009年)。
3.2.
特色描述
特征的选择是在回顾了相关文献的基础上完成的。本研究考虑了两
个数据集:ADNI-TADPOLE和AIBL以下特征选自ADNI-TADPOLE
和AIBL数据集。
3.2.1.
ADNI-
蝌蚪
实验在ADNI-TADPOLE D1、D2合并文件数据集上进行。我们从
这个数据集中选择了21个特征。从各种多模态中选择以下特征用于实
验。表2包含有关功能及其说明的详细信息。
MRI:海马、小脑、全脑、内嗅、梭状回、颞中回、颅内回,从
Freesurfer软件获得。
PET:氟代脱氧葡萄糖(FDG),通过PET图像采集技术捕获的
AV-45 Florbetpir测量值。
遗传因素:载脂蛋白E4(APOE4)是AD的遗传因素。
认知测试: 临床痴呆评定量表(CDRSB)、简易精 神状态检查
(MMSE)、Rey听觉语言学习测验(RAVLT)、阿尔茨海默病认
知评定量表(ADAS)、功能活动问卷(FAQ)。
●
教育:患者的教育水平。
●
年龄:基线时患者的年龄(岁)。
表2包含有关ADNI-TADPOLE功能及其说明的详细信息。
3.2.2.
AIBL
从
AIBL
数据集中选取了
18
个多模态特征使用
AIBL
的实验选择了
来自各种多模态的以下特征。
认知测试:简易精神状态检查(MMSCORE)、临床痴呆评分总体
(CDGLOBAL)、
2
回忆的故事单元总数-逻辑记忆立即回忆
(LIMMTO-TAL)、回忆的故事单元总数-LM测试的部分评分
实验室数据:促甲状腺激素、维生素12、红细胞计数、白细胞计
数、血小板、血红蛋白、平均细胞血红蛋白、平均细胞血红蛋白浓
缩物、尿素氮、血清葡萄糖、胆固醇和肌酐。
表3包含有关AIBL的功能及其解释的详细信息。
据观察,在两个数据集用于研究的特征中,只有两个共同特征,即
CDRSB和MMSE。因此,通过合并两个数据集进行研究因此,实验是
分开进行的-
1
同
MMSE
,
ADNI-TADPOLE
中的认知测试
2
与
CDRSB
相同,
ADNI-TADPOLE
中的认知测试