阿爾茨海默病 (AD) 是一種神經(jīng)退行性疾病，影響著全世界很大一部分老年人口。它會(huì)對(duì)大腦造成不可挽回的損害，并嚴(yán)重?fù)p害患者的生活質(zhì)量。不幸的是，AD 無(wú)法治愈，但早期發(fā)現(xiàn)可以通過(guò)藥物控制癥狀并減緩疾病的進(jìn)展。
功能磁共振成像(fMRI)是一種針對(duì)腦部疾病的無(wú)創(chuàng)診斷技術(shù)。它測(cè)量大腦內(nèi)血氧水平隨時(shí)間的微小變化，從而深入了解神經(jīng)元的局部活動(dòng)。盡管有其優(yōu)點(diǎn)，fMRI 尚未廣泛應(yīng)用于臨床診斷。原因是雙重的。首先，功能磁共振成像信號(hào)的變化非常小，太容易受到噪聲的影響，從而導(dǎo)致結(jié)果出現(xiàn)偏差。其次，功能磁共振成像數(shù)據(jù)分析起來(lái)很復(fù)雜。這就是深度學(xué)習(xí)算法發(fā)揮作用的地方。
在《醫(yī)學(xué)影像雜志》最近發(fā)表的一項(xiàng)研究中，德克薩斯理工大學(xué)的科學(xué)家采用機(jī)器學(xué)習(xí)算法對(duì)功能磁共振成像數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)。他們開(kāi)發(fā)了一種稱為卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) (CNN) 的深度學(xué)習(xí)算法，可以區(qū)分健康人、輕度認(rèn)知障礙患者和 AD 患者的功能磁共振成像信號(hào)。
CNN 可以自主地從人類(lèi)觀察者隱藏的輸入數(shù)據(jù)中提取特征。他們通過(guò)訓(xùn)練獲得這些特征，這需要大量的預(yù)先分類(lèi)的數(shù)據(jù)。CNN 主要用于二維圖像分類(lèi)，這意味著四維 fMRI 數(shù)據(jù)(三個(gè)空間和一個(gè)時(shí)間)提出了挑戰(zhàn)。fMRI 數(shù)據(jù)與大多數(shù)現(xiàn)有的 CNN 設(shè)計(jì)不兼容。
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