Early Detection of Freezing of Gait during Walking Using Inertial Measurement Unit and Plantar Pressure Distribution Data
Notice bibliographique
Résumé
Freezing of gait (FOG) is a sudden and highly disruptive gait dysfunction that appears in mid to late-stage Parkinson's disease (PD) and can lead to falling and injury. A system that predicts freezing before it occurs or detects freezing immediately after onset would generate an opportunity for FOG prevention or mitigation and thus enhance safe mobility and quality of life. This research used accelerometer, gyroscope, and plantar pressure sensors to extract 861 features from walking data collected from 11 people with FOG. Minimum-redundancy maximum-relevance and Relief-F feature selection were performed prior to training boosted ensembles of decision trees. The binary classification models identified Total-FOG or No FOG states, wherein the Total-FOG class included data windows from 2 s before the FOG onset until the end of the FOG episode. Three feature sets were compared: plantar pressure, inertial measurement unit (IMU), and both plantar pressure and IMU features. The plantar-pressure-only model had the greatest sensitivity and the IMU-only model had the greatest specificity. The best overall model used the combination of plantar pressure and IMU features, achieving 76.4% sensitivity and 86.2% specificity. Next, the Total-FOG class components were evaluated individually (i.e., Pre-FOG windows, Freeze windows, transition windows between Pre-FOG and Freeze). The best model detected windows that contained both Pre-FOG and FOG data with 85.2% sensitivity, which is equivalent to detecting FOG less than 1 s after the freeze began. Windows of FOG data were detected with 93.4% sensitivity. The IMU and plantar pressure feature-based model slightly outperformed models that used data from a single sensor type. The model achieved early detection by identifying the transition from Pre-FOG to FOG while maintaining excellent FOG detection performance (93.4% sensitivity). Therefore, if used as part of an intelligent, real-time FOG identification and cueing system, even if the Pre-FOG state were missed, the model would perform well as a freeze detection and cueing system that could improve the mobility and independence of people with PD during their daily activities.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| 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) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».