PREDICTION OF SCOLIOSIS PROGRESSION IN TIME SERIES USING ARTIFICIAL INTELLIGENCE TECHNIQUES
Notice bibliographique
Résumé
The pathogenesis of scoliosis progression remains poorly understood. Seventy-two subject data sets, consisting of four successive values of Cobb-angle and lateral deviations at apices for six and twelve-months intervals in the coronal plane, were used to train and test an artificial neural network (ANN) to predict spinal deformity progression. The accuracies of the trained ANN (3-4-1) for training and testing data were within 3.64° (±2.58°) and 4.40° (±1.86°) of Cobb angles, and within 3.59 (±3.96) mm and 3.98 (±3.41) mm of lateral deviations, respectively. The adapted technique for predicting the scoliosis deformity progression has promising clinical applications. Scoliosis is a common and poorly understood three-dimensional spinal deformity. The study purpose is to predict scoliosis progression at six and twelve months intervals in the future using successive spinal indices with an artificial neural network (ANN). The adapted ANN technique enables earlier detection of scoliosis progression with high accuracy. Improved prediction of scoliosis progression will impact bracing or surgical treatment decisions, and may decrease hazardous X-ray exposure. Seventy-two data sets from adolescent idiopathic scoliosis subjects recruited at the Alberta Children’s Hospital were used in this study. Data sets composed of four successive values of Cobb angles and lateral deviations at apices for six and twelvemonth intervals (coronal plane) were extracted to train and test a specific ANN for predicting scoliosis progression. Progression patterns in Cobb angles (n = 10) and lateral deviations (n = 8) were successfully identified. The accuracies of the trained ANN (3-4-1) with the training and testing data sets were 3.64° (±2.58°) and 4.40° (±1.86°) of Cobb angles, 3.59 (±3.96) mm and 3.98 (±3.41) mm of lateral deviations, respectively. These results are in close agreement with those using cubic spline extrapolation techniques (3.49° ± 1.85° and 3.31 ± 4.22 mm) and adaptive neuro-fuzzy inference system (3.92° ±3.53° and 3.37 ±3.95 mm) for the same testing data. ANN can be a promising technique for prediction of scoliosis progression with substantial improvements in accuracy over current techniques, leading to potentially important implications for scoliosis monitoring and treatment decisions. Funding: AHFMR, CIHR, Fraternal Order of Eagles, NSERC, GEOIDE.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».