博士研究员 · 曼彻斯特大学

医学机器学习经得起真实世界的检验

我研究如何利用血浆生物标志物、遗传信息和临床数据,更早地识别阿尔茨海默病病理并预测疾病进展。模型不仅要取得分数,也要能跨队列复现,并给出临床合作者可以检验的解释。

预计于 2026 年第四季度完成博士学位 · 寻找科研及应用机器学习职位 · 可迁居

研究立场

高 AUC,并不等于可靠的医学 AI。

医学 AI 会面对缺失数据、队列差异、标签设计和临床审查。我的工作重点不只是最高分,而是分数背后的证据:防止数据泄漏、开展独立外部验证、诚实说明局限,并提供领域合作者能够检验的解释。

独立外部验证 防泄漏流程 方法学诚实 临床可解释性

代表性研究

三个问题,一条转化路径。

从辅助识别脑内淀粉样蛋白病理,到预测疾病进展,再到检查诊断标签是否给模型提供了不公平的捷径。

02 · 认知阶段分类

如果标签中已经包含答案,会发生什么?

我量化了正常认知、轻度认知障碍和阿尔茨海默病三分类中的标签循环问题。用于定义 ADNI 诊断的临床量表会造成接近满分的结果;去除这条捷径后,基于血液等信息的估计更低,却更可信。

实验设计
4 种分类器 × 3 组特征
评估方法
重复嵌套交叉验证 · 15 个外层折
外部迁移
精简特征面板在 CNTN 中零样本评估
AUC–OVR 去除循环性后的真实基准
仅临床量表受标签循环影响的上限
0.954
非循环内部评估血浆 + 人口统计 + 遗传
0.746
CNTN 外部评估精简特征面板 · n=130
0.702

贡献不在于得到更大的数字,而在于明确标签定义带来的信息泄漏后,给出更现实的区分能力估计;这些 AUC 同样不是分类正确率。

Xu & Costen · Diagnostics · 2026

03 · 疾病进展

如何严谨预测轻度认知障碍阿尔茨海默病的进展?

我在 767 名 ADNI 参与者中研究两年与三年的 MCI-to-AD 转化,使用逻辑回归、随机森林和 LightGBM 构建投票集成。缺失值填补、缩放和重采样全部只在各交叉验证训练折内拟合。

  1. 外层5 折留出评估
  2. 内层3 折超参数搜索
  3. 折内KNN · 缩放 · SMOTE避免预处理泄漏
三年期完整多模态模型 ROC–AUC 0.888 基础 + 血浆:0.881 · 基础 + CSF:0.875

学术交流

把研究带到现场,也接受同行讨论。

围绕阿尔茨海默病进展、血浆生物标志物和可信医学机器学习,我参加过口头报告、圆桌讨论与海报交流。

2026 · 法国里昂 · 口头报告与圆桌讨论

The Biomarker Revolution: Research and Practice

在 Alzheimer’s Disease International 2026 年大会上,我报告了用于预测两年与三年 MCI-to-AD 转化的防泄漏集成机器学习框架。我是该分会场唯一处于博士阶段的报告人,随后作为圆桌中唯一的 AI/ML 方向发言者,讨论如何将经过验证的血浆标志物连接到具有临床意义的预测工具。

  • 摘要编号P253
  • 场次角色博士阶段唯一报告人
  • 圆桌角色唯一 AI/ML 方向发言者
返回疾病进展研究

国际会议记录

  1. 2026 · 里昂
    Predicting MCI-to-AD Conversion Using Ensemble Learning and Multi-Modal Biomarkers口头报告与圆桌讨论 · Alzheimer’s Disease International
  2. 2026 · 哥本哈根
    An Ensemble Machine Learning Model for the Prediction of MCI-to-AD Conversion Within Six Years海报 · AD/PD
  3. 2026 · 伦敦
    Blood-Based Staging of Alzheimer’s Disease—and the Label Circularity That Inflates It海报 · Alzheimer’s Association International Conference
  4. 2025 · 维也纳
    Estimation of Amyloid-β PET Status Using Plasma Biomarkers and Clinical Information海报 · AD/PD

代表性论文

论文、代码与可复核的证据放在一起。

以下两篇均为第一作者开放获取期刊论文;论文标题保留正式英文版本,并附中文研究重点。

2026
期刊论文 · 第一作者

Machine Learning-Based Multiclass Classification of Cognitive Stages Using Plasma Biomarkers, Clinical Assessments, and Genetic Features

Jiayuan Xu & Fumie Costen · Diagnostics 16(12), 1755

量化诊断标签循环造成的性能膨胀,并在 ADNI 内部与独立 CNTN 队列中评估不依赖该捷径的血浆、人口统计和遗传特征方案。

2025
期刊论文 · 第一作者

Accurate and Robust Prediction of Amyloid-β Brain Deposition from Plasma Biomarkers and Clinical Information Using Machine Learning

Jiayuan Xu, Andrew J. Doig, Sofia Michopoulou, Petroula Proitsi & Fumie Costen · Frontiers in Aging Neuroscience 17, 1559459

使用血浆标志物、APOE 与临床信息预测淀粉样蛋白 PET 状态,并在独立临床队列中进行无需重新训练的外部评估。

研究经历

从工程系统,走向临床问题。

我的训练始于自动化与嵌入式系统,随后进入机器人、可穿戴传感与数字健康,如今聚焦生物标志物、临床队列和机器学习的交叉地带。

2023—至今

曼彻斯特大学

博士研究员 · 电气与电子工程

研究阿尔茨海默病预后、淀粉样蛋白病理与基于血液的认知阶段分类;预计于 2026 年第四季度完成博士学位。

2023

德蒙福特大学 · 与 ReTiSense 的产业项目

研究生研究员 · 可穿戴数字健康

围绕 Stridalyzer PRISM 压力传感鞋垫,完成从移动端数据采集到机器学习评估的端到端压力图运动分析系统。

2022

德蒙福特大学

研究实习生 · 边缘 AI 与计算机视觉

使用单个热成像摄像头构建离线、注重隐私且可解释的非接触式跌倒检测原型。

2024—2026

曼彻斯特大学

助教 · 数字医学图像处理

参与课程教学,并指导十余个涉及医学成像与医疗 AI 的硕士研究项目。

联系

让医学机器学习更可信,也更有用。

我关注研究科学家、应用科学家和临床数据科学相关职位,方向包括计算生物标志物、神经退行性疾病、患者分层与数字测量。欢迎就科研、产业合作或学术交流与我联系。