A Prediction Model for Detecting Developmental Disabilities in Preschool-Age Children Through Digital Biomarker-Driven Deep Learning in Serious Games: Development Study
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Early detection of developmental disabilities in children is essential because early intervention can improve the prognosis of children. Meanwhile, a growing body of evidence has indicated a relationship between developmental disability and motor skill, and thus, motor skill is considered in the early diagnosis of developmental disability. However, there are challenges to assessing motor skill in the diagnosis of developmental disorder, such as a lack of specialists and time constraints, and thus it is commonly conducted through informal questions or surveys to parents. OBJECTIVE: This study sought to evaluate the possibility of using drag-and-drop data as a digital biomarker and to develop a classification model based on drag-and-drop data with which to classify children with developmental disabilities. METHODS: We collected drag-and-drop data from children with typical development and developmental disabilities from May 1, 2018, to May 1, 2020, via a mobile application (DoBrain). We used touch coordinates and extracted kinetic variables from these coordinates. A deep learning algorithm was developed to predict potential development disabilities in children. For interpretability of the model results, we identified which coordinates contributed to the classification results by applying gradient-weighted class activation mapping. RESULTS: Of the 370 children in the study, 223 had typical development, and 147 had developmental disabilities. In all games, the number of changes in the acceleration sign based on the direction of progress both in the x- and y-axes showed significant differences between the 2 groups (P<.001; effect size >0.5). The deep learning convolutional neural network model showed that drag-and-drop data can help diagnose developmental disabilities, with an area under the receiving operating characteristics curve of 0.817. A gradient class activation map, which can interpret the results of a deep learning model, was visualized with the game results for specific children. CONCLUSIONS: Through the results of the deep learning model, we confirmed that drag-and-drop data can be a new digital biomarker for the diagnosis of developmental disabilities.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
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) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| 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 ».