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Enregistrement W4283445681 · doi:10.2196/35807

Predicting Depression in Adolescents Using Mobile and Wearable Sensors: Multimodal Machine Learning–Based Exploratory Study

2022· article· en· W4283445681 sur OpenAlexvenueno aff
Tahsin Mullick, Ana Radović, Sam Shaaban, Afsaneh Doryab

Notice bibliographique

RevueJMIR Formative Research · 2022
Typearticle
Langueen
DomainePsychology
ThématiqueDigital Mental Health Interventions
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesNational Center for Advancing Translational SciencesNational Institute of Mental HealthNational Institutes of HealthUniversity of Pittsburgh
Mots-clésDepression (economics)Wearable computerPopulationPsychological interventionMedicineData collectionPsychologyArtificial intelligenceComputer sciencePsychiatryStatistics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: Depression levels in adolescents have trended upward over the past several years. According to a 2020 survey by the National Survey on Drug Use and Health, 4.1 million US adolescents have experienced at least one major depressive episode. This number constitutes approximately 16% of adolescents aged 12 to 17 years. However, only 32.3% of adolescents received some form of specialized or nonspecialized treatment. Identifying worsening symptoms earlier using mobile and wearable sensors may lead to earlier intervention. Most studies on predicting depression using sensor-based data are geared toward the adult population. Very few studies look into predicting depression in adolescents. OBJECTIVE: The aim of our work was to study passively sensed data from adolescents with depression and investigate the predictive capabilities of 2 machine learning approaches to predict depression scores and change in depression levels in adolescents. This work also provided an in-depth analysis of sensor features that serve as key indicators of change in depressive symptoms and the effect of variation of data samples on model accuracy levels. METHODS: This study included 55 adolescents with symptoms of depression aged 12 to 17 years. Each participant was passively monitored through smartphone sensors and Fitbit wearable devices for 24 weeks. Passive sensors collected call, conversation, location, and heart rate information daily. Following data preprocessing, 67% (37/55) of the participants in the aggregated data set were analyzed. Weekly Patient Health Questionnaire-9 surveys answered by participants served as the ground truth. We applied regression-based approaches to predict the Patient Health Questionnaire-9 depression score and change in depression severity. These approaches were consolidated using universal and personalized modeling strategies. The universal strategies consisted of Leave One Participant Out and Leave Week X Out. The personalized strategy models were based on Accumulated Weeks and Leave One Week One User Instance Out. Linear and nonlinear machine learning algorithms were trained to model the data. RESULTS: We observed that personalized approaches performed better on adolescent depression prediction compared with universal approaches. The best models were able to predict depression score and weekly change in depression level with root mean squared errors of 2.83 and 3.21, respectively, following the Accumulated Weeks personalized modeling strategy. Our feature importance investigation showed that the contribution of screen-, call-, and location-based features influenced optimal models and were predictive of adolescent depression. CONCLUSIONS: This study provides insight into the feasibility of using passively sensed data for predicting adolescent depression. We demonstrated prediction capabilities in terms of depression score and change in depression level. The prediction results revealed that personalized models performed better on adolescents than universal approaches. Feature importance provided a better understanding of depression and sensor data. Our findings can help in the development of advanced adolescent depression predictions.

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 enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,002
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,003
Score d'incertitude au seuil0,006

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,002
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,001
Bibliométrie0,0010,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

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.

Tête enseignante Opus0,099
Tête enseignante GPT0,476
Écart entre enseignants0,378 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations77
Publié2022
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