用于阿尔茨海默病诊断的权值分布特征学习

作者：程波; 丁毅; 张道强^*

来源：软件学报, 2019, 30(04): 1002-1014.

DOI：10.13328/j.cnki.jos.005371

• 权值分布
• 多模态
• 阿尔茨海默病
• 稀疏特征学习
• 大间隔分布学习

针对当前基于机器学习的早期阿尔茨海默病(AD)诊断中有标记训练样本不足的问题,提出一种基于多模态特征数据的权值分布稀疏特征学习方法,并将其应用于早期阿尔茨海默病的诊断.具体来说,该诊断方法主要包括两大模块:基于权值分布的Lasso特征选择模型(WDL)和大间隔分布分类机模型(LDM).首先,为了获取多模态特征之间的数据分布信息,对传统Lasso模型进行改进,引入权值分布正则化项,从而构建出基于权值分布的Lasso特征选择模型;然后,为了有效地利用多模态特征之间的数据分布信息,以保持多模态特征之间的互补性,直接采用大间隔分布学习算法训练分类器.选取国际阿尔茨海默症数据库(ADNI)中202个多模态特征的被试者样本进行实验,分类AD最高平均精度为97.5%,分类轻度认知功能障碍(MCI)最高平均精度为83.1%,分类轻度认知功能障碍转化为AD(p MCI)最高平均精度为84.8%.实验结果表明,所提WDL特征学习方法可从串联的多模态特征学到性能更优的特征子集,并能根据权值分布获取多模态特征之间的数据分布信息,从而提高早期阿尔茨海默病诊断的性能.

• 单位
  南京航空航天大学; 重庆三峡学院