Early identification of Mild Cognitive Impairment (MCI) subjects who will eventually progress to Alzheimer Disease (AD) is challenging. Existing deep learning models are mostly single-modality single-task models predicting risk of disease progression at a fixed timepoint. We proposed a multimodal hierarchical multi-task learning approach which can monitor the risk of disease progression at each timepoint of the visit trajectory. Longitudinal visit data from multiple modalities (MRI, cognition, and clinical data) were collected from MCI individuals of the Alzheimer Disease Neuroimaging Initiative (ADNI) dataset. Our hierarchical model predicted at every timepoint a set of neuropsychological composite cognitive function scores as auxiliary tasks and used the forecasted scores at every timepoint to predict the future risk of disease. Relevance weights for each composite function provided explanations about potential factors for disease progression. Our proposed model performed better than state-of-the-art baselines in predicting AD progression risk and the composite scores. Ablation study on the number of modalities demonstrated that imaging and cognition data contributed most towards the outcome. Model explanations at each timepoint can inform clinicians 6 months in advance the potential cognitive function decline that can lead to progression to AD in future. Our model monitored their risk of AD progression every 6 months throughout the visit trajectory of individuals. The hierarchical learning of auxiliary tasks allowed better optimization and allowed longitudinal explanations for the outcome. Our framework is flexible with the number of input modalities and the selection of auxiliary tasks and hence can be generalized to other clinical problems too.


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