Identification of autism disorder through functional MRI and deep learning

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2016
Autor(a) principal: Heinsfeld, Anibal Sólon
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: eng
Instituição de defesa: Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul
Faculdade de Informática
Brasil
PUCRS
Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/7459
Resumo: Autism Spectrum Disorders (ASD) comprise a range of neurodevelopmental disorders, characterized by social deficits and communication difficulties, repetitive behaviors, and cognitive delays. The diagnosis of ASD is largely based on behavioral measurements, which can be timeconsuming and relies on the patient cooperation and examiner expertise. In order to address this limitation, we aim to investigate neural patterns to help in the diagnosis of ASD. In this dissertation, we use deep learning techniques to extract robust characteristics from neuroimages of autistic subject brain function. Since neuroimage contains about 300,000 spatial points, with approximately 200 temporal measurements each, deep learning techniques are useful in order to extract important features to discriminate ASD subjects from non-ASD. By using denoising autoencoders, a specific deep learning technique that aims to reduce data dimensionality, we surpass the state-of-the-art by achieving 69% of accuracy, compared to 60% using the same dataset.
id P_RS_40bc7b7aed5fb66e65e06329bbe7d95b
oai_identifier_str oai:tede2.pucrs.br:tede/7459
network_acronym_str P_RS
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS
repository_id_str
spelling Identification of autism disorder through functional MRI and deep learningDeep LearningNeuroimagingAutism Spectrum DisordersNeuroimagemEspectro AutistaCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAOAutism Spectrum Disorders (ASD) comprise a range of neurodevelopmental disorders, characterized by social deficits and communication difficulties, repetitive behaviors, and cognitive delays. The diagnosis of ASD is largely based on behavioral measurements, which can be timeconsuming and relies on the patient cooperation and examiner expertise. In order to address this limitation, we aim to investigate neural patterns to help in the diagnosis of ASD. In this dissertation, we use deep learning techniques to extract robust characteristics from neuroimages of autistic subject brain function. Since neuroimage contains about 300,000 spatial points, with approximately 200 temporal measurements each, deep learning techniques are useful in order to extract important features to discriminate ASD subjects from non-ASD. By using denoising autoencoders, a specific deep learning technique that aims to reduce data dimensionality, we surpass the state-of-the-art by achieving 69% of accuracy, compared to 60% using the same dataset.O Espectro Autista (EA) compreende uma série de desordens no desenvolvimento neurológico, caracterizado por deficiências sociais e dificuldades de comunicação, comportamentos repetitivos e atrasos cognitivos. Atualmente, o diagnóstico do EA é amplamente baseado em medições comportamentais, que pode ser demorado, e depende da cooperação do paciente e da experiência do examinador. Para mitigar esta limitação, investigamos padrões neurais que ajudem no diagnóstico de desordens do EA. Nesta dissertação, usamos técnicas de deep learning, a fim de extrair características robustas de neuroimagens de pacientes com autismo. Neuroimagens contêm cerca de 300.000 pontos espaciais, com aproximadamente 200 medições cada. As técnicas de deep learning são úteis para extrair características relevantes que diferenciam autistas de não-autistas. Ao utilizar denoising autoencoders, uma técnica de deep learning específica que visa reduzir a dimensionalidade dos dados, nós superamos o estado da arte, atingindo 69% de acurácia, comparado com o melhor resultado encontrado na literatura, com 60% de acurácia.Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do SulFaculdade de InformáticaBrasilPUCRSPrograma de Pós-Graduação em Ciência da ComputaçãoMeneguzzi, Felipe Rech969.411.200-10http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4701128E9Franco, Alexandre Rosahttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4706482A5Heinsfeld, Anibal Sólon2017-06-30T17:22:52Z2016-03-28info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/7459enginfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RSinstname:Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS)instacron:PUC_RS2017-08-21T11:42:38Zoai:tede2.pucrs.br:tede/7459Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://tede2.pucrs.br/tede2/PRIhttps://tede2.pucrs.br/oai/requestbiblioteca.central@pucrs.br||opendoar:2017-08-21T11:42:38Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS - Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS)false
dc.title.none.fl_str_mv Identification of autism disorder through functional MRI and deep learning
title Identification of autism disorder through functional MRI and deep learning
spellingShingle Identification of autism disorder through functional MRI and deep learning
Heinsfeld, Anibal Sólon
Deep Learning
Neuroimaging
Autism Spectrum Disorders
Neuroimagem
Espectro Autista
CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
title_short Identification of autism disorder through functional MRI and deep learning
title_full Identification of autism disorder through functional MRI and deep learning
title_fullStr Identification of autism disorder through functional MRI and deep learning
title_full_unstemmed Identification of autism disorder through functional MRI and deep learning
title_sort Identification of autism disorder through functional MRI and deep learning
author Heinsfeld, Anibal Sólon
author_facet Heinsfeld, Anibal Sólon
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Meneguzzi, Felipe Rech
969.411.200-10
http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4701128E9
Franco, Alexandre Rosa
http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4706482A5
dc.contributor.author.fl_str_mv Heinsfeld, Anibal Sólon
dc.subject.por.fl_str_mv Deep Learning
Neuroimaging
Autism Spectrum Disorders
Neuroimagem
Espectro Autista
CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
topic Deep Learning
Neuroimaging
Autism Spectrum Disorders
Neuroimagem
Espectro Autista
CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
description Autism Spectrum Disorders (ASD) comprise a range of neurodevelopmental disorders, characterized by social deficits and communication difficulties, repetitive behaviors, and cognitive delays. The diagnosis of ASD is largely based on behavioral measurements, which can be timeconsuming and relies on the patient cooperation and examiner expertise. In order to address this limitation, we aim to investigate neural patterns to help in the diagnosis of ASD. In this dissertation, we use deep learning techniques to extract robust characteristics from neuroimages of autistic subject brain function. Since neuroimage contains about 300,000 spatial points, with approximately 200 temporal measurements each, deep learning techniques are useful in order to extract important features to discriminate ASD subjects from non-ASD. By using denoising autoencoders, a specific deep learning technique that aims to reduce data dimensionality, we surpass the state-of-the-art by achieving 69% of accuracy, compared to 60% using the same dataset.
publishDate 2016
dc.date.none.fl_str_mv 2016-03-28
2017-06-30T17:22:52Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/7459
url http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/7459
dc.language.iso.fl_str_mv eng
language eng
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul
Faculdade de Informática
Brasil
PUCRS
Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação
publisher.none.fl_str_mv Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul
Faculdade de Informática
Brasil
PUCRS
Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS
instname:Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS)
instacron:PUC_RS
instname_str Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS)
instacron_str PUC_RS
institution PUC_RS
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS - Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS)
repository.mail.fl_str_mv biblioteca.central@pucrs.br||
_version_ 1850041284405755904