Use of Patient-Reported Symptoms from an Online Symptom Tracking Tool for Dementia Severity Staging: Development and Validation of a Machine Learning Approach
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: SymptomGuide Dementia (DGI Clinical Inc) is a publicly available online symptom tracking tool to support caregivers of persons living with dementia. The value of such data are enhanced when the specific dementia stage is identified. OBJECTIVE: We aimed to develop a supervised machine learning algorithm to classify dementia stages based on tracked symptoms. METHODS: We employed clinical data from 717 people from 3 sources: (1) a memory clinic; (2) long-term care; and (3) an open-label trial of donepezil in vascular and mixed dementia (VASPECT). Symptoms were captured with SymptomGuide Dementia. A clinician classified participants into 4 groups using either the Functional Assessment Staging Test or the Global Deterioration Scale as mild cognitive impairment, mild dementia, moderate dementia, or severe dementia. Individualized symptom profiles from the pooled data were used to train machine learning models to predict dementia severity. Models trained with 6 different machine learning algorithms were compared using nested cross-validation to identify the best performing model. Model performance was assessed using measures of balanced accuracy, precision, recall, Cohen κ, area under the receiver operating characteristic curve (AUROC), and area under the precision-recall curve (AUPRC). The best performing algorithm was used to train a model optimized for balanced accuracy. RESULTS: The study population was mostly female (424/717, 59.1%), older adults (mean 77.3 years, SD 10.6, range 40-100) with mild to moderate dementia (332/717, 46.3%). Age, duration of symptoms, 37 unique dementia symptoms, and 10 symptom-derived variables were used to distinguish dementia stages. A model trained with a support vector machine learning algorithm using a one-versus-rest approach showed the best performance. The correct dementia stage was identified with 83% balanced accuracy (Cohen κ=0.81, AUPRC 0.91, AUROC 0.96). The best performance was seen when classifying severe dementia (AUROC 0.99). CONCLUSIONS: A supervised machine learning algorithm exhibited excellent performance in identifying dementia stages based on dementia symptoms reported in an online environment. This novel dementia staging algorithm can be used to describe dementia stage based on user-reported symptoms. This type of symptom recording offers real-world data that reflect important symptoms in people with dementia.
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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 | 0,018 | 0,039 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,003 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| 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 ».