- ICH GCP
- Rejestr badań klinicznych w USA
- Badanie kliniczne NCT06081569
Multimodalne głębokie uczenie się w diagnostyce i ocenie choroby Alzheimera
Choroba Alzheimera (AD) jest najczęstszą demencją i jedną z najdroższych chorób o najwyższej śmiertelności. Wraz z szybkim wzrostem starzenia się społeczeństwa, społeczeństwo i gospodarka będą coraz bardziej obciążone. Objawy AD to postępująca utrata pamięci, funkcji językowych i wzrokowo-przestrzennych, zdolności wykonawczych i zdolności do życia codziennego i tak dalej. Zmiany patofizjologiczne w AZS zachodzą na 10–20 lat przed wystąpieniem objawów klinicznych, przy czym nadal brakuje skutecznej strategii wczesnej diagnostyki. Łagodne zaburzenia poznawcze (MCI) są uważane za stan przejściowy pomiędzy zdrowym starzeniem się a kliniczną diagnozą demencji i cieszą się coraz większym zainteresowaniem jako odrębna jednostka diagnostyczna.
Aby postawić diagnozę, lekarze powinni w sposób kompresyjny uwzględnić multimodalne informacje medyczne, w tym objawy kliniczne, neuroobrazy, testy neuropsychologiczne, badania laboratoryjne itp. Multimodalne głębokie uczenie się spronęło temu wyzwaniu, które mogłoby zintegrować różne modalności informacji biologicznej i uchwycić zależności wśród nich przyczyniając się do wyższej dokładności i wydajności. Znajduje szerokie zastosowanie w obrazowaniu, patologii nowotworów, genomice itp. W ostatnim czasie badania nad AD oparte na głębokim uczeniu się nadal skupiają się głównie na neuroobrazowaniu multimodalnym, podczas gdy multimodalna informacja medyczna wymaga wszechstronnej integracji i analizy intelektualnej. Co więcej, badania pokazują, że niektóre niezauważalne objawy w MCI i wczesnym stadium AD, takie jak zaburzenia chodu, zaburzenia rozpoznawania wyrazu twarzy oraz zaburzenia mowy i języka, mogą również odgrywać skuteczną rolę w diagnostyce i ocenie. Jednak lekarzom z trudem udało się wykryć niewielkie i złożone zmiany, które mogłyby polegać na pełnym wydobywaniu informacji wideo i audio za pomocą multimodalnego głębokiego uczenia się.
Podsumowując, naszym celem jest zbadanie cech zaburzeń chodu, dysfunkcji identyfikacji wyrazu twarzy oraz zaburzeń mowy i języka w MCI i AD oraz przeanalizowanie ich skuteczności diagnostycznej. Zidentyfikowalibyśmy różne stopnie zależności od multimodalnych informacji medycznych w diagnostyce i ostatecznie zbudowalibyśmy optymalną multimodalną metodę diagnostyczną wykorzystującą najwygodniejsze i ekonomiczne informacje. Poza tym, na podstawie dalszych obserwacji zmian w multimodalnej informacji medycznej wraz z postępem AD i MCI, spodziewamy się opracować skuteczną i wygodną strategię diagnostyczną.
Przegląd badań
Status
Interwencja / Leczenie
Szczegółowy opis
Naszym celem jest dokonanie wczesnej diagnozy i oceny AD i MCI w oparciu o multimodalne głębokie uczenie się. Początkowo duże znaczenie w występowaniu i rozwoju AD i MCI mają zaburzenia chodu, zaburzenia rozpoznawania wyrazu twarzy oraz zaburzenia mowy i języka. Jednak ze względu na dużą złożoność i niejawność tych objawów klinicznych nie wyciągnięto jednolitych wniosków. Dlatego staramy się zastosować metody uczenia maszynowego do rozpoznawania informacji wideo i audio. W ten sposób zbadamy zmieniające się cechy chodu, ekspresji i języka w AD i MCI oraz przeanalizujemy ich skuteczność diagnostyczną jako markerów diagnostycznych, ostatecznie dostarczając nowych pomysłów i danych eksperymentalnych do diagnozy AD i MCI. Po drugie, należy zintegrować i wszechstronnie przeanalizować multimodalne informacje medyczne. Naszym celem jest zaproponowanie optymalnej strategii diagnostycznej, uwzględniającej różne stopnie zależności w diagnostyce od multimodalnej informacji medycznej. Ponadto, obserwując zmiany w wielomodalnej informacji medycznej wraz z postępem AD i MCI, spodziewamy się zbudować model prognostyczny diagnostyki i rokowania AD.
Metody są następujące:
- Zbieranie multimodalnych informacji medycznych. Gromadzone będą różnorodne multimodalne informacje medyczne, w tym podstawowe dane demograficzne, główne dolegliwości i historia choroby, ocena funkcji narządów obwodowych, badania laboratoryjne, badania obrazowe, badania neuroelektrofizjologiczne, badania neurokognitywne i psychologiczne, informacje na temat chodu, ekspresji. i język, próbki biologiczne itp.
Ujawnienie zmian chodu, ekspresji i języka u pacjentów z AZS i MCI oraz weryfikacja ich skuteczności diagnostycznej.
W przypadku multimodalnych informacji medycznych na temat chodu wykorzystano model OpenPose w celu wyodrębnienia kluczowych punktów człowieka i skonstruowania diagramu struktury ludzkiego szkieletu. W oparciu o grafowe sieci neuronowe i splotowe sieci neuronowe przeprowadzana jest analiza natychmiastowego działania obrazów pojedynczych klatek. Następnie, wykorzystując model Transformera, przeprowadza się analizę sekwencji chodu poprzez integrację wieloklatkowego wideo. W przypadku multimodalnych informacji medycznych na temat wyrazu twarzy algorytm Dlib zostanie użyty do wyodrębnienia kluczowych punktów twarzy w połączeniu z obrazami wyrazu twarzy oraz Transformatorem czasoprzestrzennym model zostanie wykorzystany do analizy wyrazu twarzy. W przypadku multimodalnych informacji medycznych dotyczących języka, do rozpoznawania mowy i ekstrakcji treści tekstowej zostanie wykorzystany model ASRT. Jednocześnie transformata Fouriera w dziedzinie częstotliwości i transformata falkowa zostaną zastosowane w celu wyodrębnienia informacji w domenie częstotliwości i przeanalizowania cech mowy poprzez integrację treści językowej, intonacji głosu, szybkości mowy i innych informacji. W oparciu o model uwagi wyniki analizy chodu, ekspresji i języka w przypadku AD i MCI zostaną porównane z wynikami grupy kontrolnej, aby ujawnić cechy AD i MCI i dostarczyć dowodów na potrzeby diagnozy choroby.
- Analiza różnych stopni zależności od informacji multimodalnych w diagnostyce chorób AZS i MCI oraz ustalenie optymalnej strategii diagnostycznej W procesie uczenia się pod nadzorem do analizy wpływu informacji multimodalnych na wyniki końcowe zostanie wykorzystana metoda oparta na mechanizmie uwagi . Jednocześnie na podstawie mapy wiedzy do modelu dodane zostaną wskaźniki biochemiczne krwi pacjenta, informacje genomiczne i inne dziedziny wiedzy. W oparciu o Bayesowskie wnioskowanie prawdopodobieństwa i teorię wnioskowania przyczynowego, metoda programowania przyczynowego zostanie wykorzystana do modelowania przyczynowej analizy informacji i wyników diagnozy różnych trybów. W oparciu o metodę AutoML informacje multimodalne zostaną połączone i zoptymalizowane, a na podstawie wyników eksperymentów zostanie ustalona niezawodna optymalna strategia diagnozy.
- Badanie zmian multimodalnych informacji medycznych wraz z postępem choroby i zbudowanie modelu prognostycznego umożliwiającego wczesną diagnostykę i postęp choroby Alzheimera.
Traktując multimodalne informacje medyczne jako warunek kontrolny, model Transformera zostanie wykorzystany do modelowania informacji o sekwencji czasowej, a model dyfuzji warunkowej zostanie wykorzystany do wygenerowania zmian w obrazie MRI pacjentów i innych informacji związanych z postępem choroby, zapewniając podstawę do progresji choroby prognoza. W oparciu o technologię dużego modelu multimodalnego, wyniki modelu zostaną zakłócone i dostosowane w oparciu o ocenę i opis lekarzy zawodowych, aby wygenerować prognozy zgodne z oceną lekarzy zawodowych, a na koniec skonstruować interpretowalną wczesną diagnozę i model przewidywania postępu choroby.
Typ studiów
Zapisy (Szacowany)
Kontakty i lokalizacje
Kontakt w sprawie studiów
- Nazwa: Huayan Liu, PhD.
- Numer telefonu: +86 13609831417
- E-mail: liuhy@cmu1h.com
Kopia zapasowa kontaktu do badania
- Nazwa: Boru Jin, PhD.
- Numer telefonu: +86 13614031943
- E-mail: jin_boru@163.com
Kryteria uczestnictwa
Kryteria kwalifikacji
Wiek uprawniający do nauki
- Dorosły
- Starszy dorosły
Akceptuje zdrowych ochotników
Metoda próbkowania
Badana populacja
Opis
Kryteria przyjęcia:
- . Wiek uczestników wynosi od 50 do 85 lat, zarówno mężczyźni, jak i kobiety;
- . Uczestnicy ukończyli szkołę podstawową lub wyższą, mają normalny słuch, wzrok i wymowę, posługując się chińskim jako językiem ojczystym i mandaryńskim jako językiem codziennym;
- . Rozpoznanie uczestników AD i MCI odpowiada odpowiednim kryteriom diagnostycznym wymienionym powyżej;
- . Wyniki MMSE mieszczą się w przedziale od 10 do 28, a wyniki CDR nie przekraczają 2.
- . Pacjenci lub członkowie rodziny wyrażają zgodę na podpisanie świadomej zgody.
Kryteria wyłączenia:
- . Uczestnicy cierpią na zaburzenia neurologiczne, które mogą powodować dysfunkcję mózgu, takie jak depresja, nowotwory, choroba Parkinsona, encefalopatia metaboliczna, zapalenie mózgu, stwardnienie rozsiane, epilepsja, uraz mózgu, wodogłowie przy normalnym ciśnieniu czaszkowym i tak dalej;
- . Uczestnicy cierpią na choroby systematyczne, które mogą powodować upośledzenie funkcji poznawczych, takie jak niewydolność wątroby, niewydolność nerek, dysfunkcja tarczycy, ciężka anemia, niedobór kwasu foliowego lub witaminy B12, kiła, zakażenie wirusem HIV, nadużywanie alkoholu i narkotyków itp.;
- . Uczestnicy cierpią na choroby, które nie pozwalają na współpracę z egzaminami;
- . Uczestnicy nie mogą wykonywać rezonansu magnetycznego;
- . Uczestnicy cierpią na upośledzenie umysłowe i neurorozwojowe;
- . Uczestnicy odmawiają podpisania świadomej zgody.
Plan studiów
Jak projektuje się badanie?
Szczegóły projektu
Kohorty i interwencje
Grupa / Kohorta |
Interwencja / Leczenie |
|---|---|
|
Choroba Alzheimera
rozpoznanie AD opiera się na zaleceniach grup roboczych Krajowego Instytutu ds. Starzenia się i Stowarzyszenia Alzheimera ds. wytycznych diagnostycznych dla AD.
|
Filmy przedstawiające chód, wyraz twarzy i mowę uczestników zostaną nagrane i poddane dalszej analizie.
Zostaną również wykonane inne rutynowe badania diagnostyczne, takie jak obrazowanie MRI, skale poznawcze itp.
Inne nazwy:
|
|
Łagodne upośledzenie funkcji poznawczych
rozpoznanie MCI odwołuje się do kryteriów zdefiniowanych przez Petersona w 2004 roku.
|
Filmy przedstawiające chód, wyraz twarzy i mowę uczestników zostaną nagrane i poddane dalszej analizie.
Zostaną również wykonane inne rutynowe badania diagnostyczne, takie jak obrazowanie MRI, skale poznawcze itp.
Inne nazwy:
|
|
Kontrola
uczestnicy dobrani wiekowo do uczestników AD i MCI, bez zaburzeń poznawczych.
|
Filmy przedstawiające chód, wyraz twarzy i mowę uczestników zostaną nagrane i poddane dalszej analizie.
Zostaną również wykonane inne rutynowe badania diagnostyczne, takie jak obrazowanie MRI, skale poznawcze itp.
Inne nazwy:
|
Co mierzy badanie?
Podstawowe miary wyniku
Miara wyniku |
Opis środka |
Ramy czasowe |
|---|---|---|
|
Skuteczność diagnostyczna wielomodalnej strategii diagnostycznej głębokiego uczenia się
Ramy czasowe: Wynik zostanie zmierzony i przeanalizowany po zebraniu wszystkich podstawowych informacji medycznych dotyczących multimodalnego badania.
|
Skuteczność diagnostyczna będzie mierzona obszarem pod krzywą (AUC) charakterystyki działania odbiornika (ROC).
|
Wynik zostanie zmierzony i przeanalizowany po zebraniu wszystkich podstawowych informacji medycznych dotyczących multimodalnego badania.
|
Miary wyników drugorzędnych
Miara wyniku |
Opis środka |
Ramy czasowe |
|---|---|---|
|
Skuteczność prognostyczna multimodalnej strategii prognostycznej głębokiego uczenia się
Ramy czasowe: Wyniki zostaną zmierzone i przeanalizowane po zebraniu wszystkich multimodalnych informacji medycznych z dwuletniego okresu obserwacji.
|
Skuteczność prognostyczna będzie mierzona obszarem pod krzywą (AUC) charakterystyki działania odbiornika (ROC).
|
Wyniki zostaną zmierzone i przeanalizowane po zebraniu wszystkich multimodalnych informacji medycznych z dwuletniego okresu obserwacji.
|
Współpracownicy i badacze
Śledczy
- Krzesło do nauki: Huayan Liu, the first affiliated hospital of China medical university, neurology department
Publikacje i pomocne linki
Publikacje ogólne
- Wilson SM, Eriksson DK, Schneck SM, Lucanie JM. A quick aphasia battery for efficient, reliable, and multidimensional assessment of language function. PLoS One. 2018 Feb 9;13(2):e0192773. doi: 10.1371/journal.pone.0192773. eCollection 2018. Erratum In: PLoS One. 2018 Jun 15;13(6):e0199469.
- Scheltens P, De Strooper B, Kivipelto M, Holstege H, Chetelat G, Teunissen CE, Cummings J, van der Flier WM. Alzheimer's disease. Lancet. 2021 Apr 24;397(10284):1577-1590. doi: 10.1016/S0140-6736(20)32205-4. Epub 2021 Mar 2.
- 2023 Alzheimer's disease facts and figures. Alzheimers Dement. 2023 Apr;19(4):1598-1695. doi: 10.1002/alz.13016. Epub 2023 Mar 14.
- Knopman DS, Amieva H, Petersen RC, Chetelat G, Holtzman DM, Hyman BT, Nixon RA, Jones DT. Alzheimer disease. Nat Rev Dis Primers. 2021 May 13;7(1):33. doi: 10.1038/s41572-021-00269-y.
- Jia J, Wei C, Chen S, Li F, Tang Y, Qin W, Zhao L, Jin H, Xu H, Wang F, Zhou A, Zuo X, Wu L, Han Y, Han Y, Huang L, Wang Q, Li D, Chu C, Shi L, Gong M, Du Y, Zhang J, Zhang J, Zhou C, Lv J, Lv Y, Xie H, Ji Y, Li F, Yu E, Luo B, Wang Y, Yang S, Qu Q, Guo Q, Liang F, Zhang J, Tan L, Shen L, Zhang K, Zhang J, Peng D, Tang M, Lv P, Fang B, Chu L, Jia L, Gauthier S. The cost of Alzheimer's disease in China and re-estimation of costs worldwide. Alzheimers Dement. 2018 Apr;14(4):483-491. doi: 10.1016/j.jalz.2017.12.006. Epub 2018 Feb 9.
- Wilson J, Allcock L, Mc Ardle R, Taylor JP, Rochester L. The neural correlates of discrete gait characteristics in ageing: A structured review. Neurosci Biobehav Rev. 2019 May;100:344-369. doi: 10.1016/j.neubiorev.2018.12.017. Epub 2018 Dec 13.
- Beauchet O, Launay CP, Annweiler C, Allali G. Hippocampal volume, early cognitive decline and gait variability: which association? Exp Gerontol. 2015 Jan;61:98-104. doi: 10.1016/j.exger.2014.11.002. Epub 2014 Nov 6.
- Ceresetti R, Rouch I, Laurent B, Getenet JC, Pommier M, de Chalvron S, Chainay H, Borg C. Processing of Facial Expressions of Emotions and Pain in Alzheimer's Disease. J Alzheimers Dis. 2022;89(1):389-398. doi: 10.3233/JAD-220236.
- Klein-Koerkamp Y, Beaudoin M, Baciu M, Hot P. Emotional decoding abilities in Alzheimer's disease: a meta-analysis. J Alzheimers Dis. 2012;32(1):109-25. doi: 10.3233/JAD-2012-120553.
- Rosen HJ, Wilson MR, Schauer GF, Allison S, Gorno-Tempini ML, Pace-Savitsky C, Kramer JH, Levenson RW, Weiner M, Miller BL. Neuroanatomical correlates of impaired recognition of emotion in dementia. Neuropsychologia. 2006;44(3):365-73. doi: 10.1016/j.neuropsychologia.2005.06.012. Epub 2005 Sep 9.
- Adolphs R, Tranel D. Impaired judgments of sadness but not happiness following bilateral amygdala damage. J Cogn Neurosci. 2004 Apr;16(3):453-62. doi: 10.1162/089892904322926782.
- Yamaguchi T, Maki Y, Yamaguchi H. Yamaguchi Facial Expression-Making Task in Alzheimer's Disease: A Novel and Enjoyable Make-a-Face Game. Dement Geriatr Cogn Dis Extra. 2012 Jan;2(1):248-57. doi: 10.1159/000339425. Epub 2012 Jun 20.
- Eyigoz E, Mathur S, Santamaria M, Cecchi G, Naylor M. Linguistic markers predict onset of Alzheimer's disease. EClinicalMedicine. 2020 Oct 22;28:100583. doi: 10.1016/j.eclinm.2020.100583. eCollection 2020 Nov.
- Ahmed S, Haigh AM, de Jager CA, Garrard P. Connected speech as a marker of disease progression in autopsy-proven Alzheimer's disease. Brain. 2013 Dec;136(Pt 12):3727-37. doi: 10.1093/brain/awt269. Epub 2013 Oct 18.
- Pakhomov SV, Hemmy LS. A computational linguistic measure of clustering behavior on semantic verbal fluency task predicts risk of future dementia in the nun study. Cortex. 2014 Jun;55:97-106. doi: 10.1016/j.cortex.2013.05.009. Epub 2013 Jun 14.
- Green S, Reivonen S, Rutter LM, Nouzova E, Duncan N, Clarke C, MacLullich AMJ, Tieges Z. Investigating speech and language impairments in delirium: A preliminary case-control study. PLoS One. 2018 Nov 26;13(11):e0207527. doi: 10.1371/journal.pone.0207527. eCollection 2018.
- Chen X, Wang X, Zhang K, Fung KM, Thai TC, Moore K, Mannel RS, Liu H, Zheng B, Qiu Y. Recent advances and clinical applications of deep learning in medical image analysis. Med Image Anal. 2022 Jul;79:102444. doi: 10.1016/j.media.2022.102444. Epub 2022 Apr 4.
- Jiang Y, Yang M, Wang S, Li X, Sun Y. Emerging role of deep learning-based artificial intelligence in tumor pathology. Cancer Commun (Lond). 2020 Apr;40(4):154-166. doi: 10.1002/cac2.12012. Epub 2020 Apr 11.
- Hu X, Fernie AR, Yan J. Deep learning in regulatory genomics: from identification to design. Curr Opin Biotechnol. 2023 Feb;79:102887. doi: 10.1016/j.copbio.2022.102887. Epub 2023 Jan 12.
Daty zapisu na studia
Główne daty studiów
Rozpoczęcie studiów (Szacowany)
Zakończenie podstawowe (Szacowany)
Ukończenie studiów (Szacowany)
Daty rejestracji na studia
Pierwszy przesłany
Pierwszy przesłany, który spełnia kryteria kontroli jakości
Pierwszy wysłany (Rzeczywisty)
Aktualizacje rekordów badań
Ostatnia wysłana aktualizacja (Rzeczywisty)
Ostatnia przesłana aktualizacja, która spełniała kryteria kontroli jakości
Ostatnia weryfikacja
Więcej informacji
Terminy związane z tym badaniem
Słowa kluczowe
Dodatkowe istotne warunki MeSH
Inne numery identyfikacyjne badania
- LHuayan
Plan dla danych uczestnika indywidualnego (IPD)
Planujesz udostępniać dane poszczególnych uczestników (IPD)?
Opis planu IPD
Ramy czasowe udostępniania IPD
Kryteria dostępu do udostępniania IPD
Typ informacji pomocniczych dotyczących udostępniania IPD
- PROTOKÓŁ BADANIA
- SOK ROŚLINNY
- ICF
- CSR
Informacje o lekach i urządzeniach, dokumenty badawcze
Bada produkt leczniczy regulowany przez amerykańską FDA
Bada produkt urządzenia regulowany przez amerykańską FDA
Te informacje zostały pobrane bezpośrednio ze strony internetowej clinicaltrials.gov bez żadnych zmian. Jeśli chcesz zmienić, usunąć lub zaktualizować dane swojego badania, skontaktuj się z register@clinicaltrials.gov. Gdy tylko zmiana zostanie wprowadzona na stronie clinicaltrials.gov, zostanie ona automatycznie zaktualizowana również na naszej stronie internetowej .