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Enregistrement W4288766932 · doi:10.2196/38211

An Unsupervised Data-Driven Anomaly Detection Approach for Adverse Health Conditions in People Living With Dementia: Cohort Study

2022· article· en· W4288766932 sur OpenAlex

Pourquoi ce travail est dans la base

Une base qui oublie comment elle a trouvé un travail ne peut pas être vérifiée. Voici les voies qui ont admis celui-ci.

venuePublié dans une revue dont le pays d'attache est le Canada.
no affAucune affiliation canadienne : ce travail est invisible pour une base fondée sur la seule affiliation.
Aucune affiliation canadienne. Une base fondée sur la seule affiliation (le devis habituel) n'aurait jamais vu ce travail. C'est l'un des travaux qui justifient l'inversion de la base.

Notice bibliographique

RevueJMIR Aging · 2022
Typearticle
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueContext-Aware Activity Recognition Systems
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésAnomaly detectionDementiaOutlierComputer scienceUnivariateGeneralizability theoryMultivariate statisticsArtificial intelligenceData miningStatisticsMedicineMachine learningMathematics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: Sensor-based remote health monitoring can be used for the timely detection of health deterioration in people living with dementia with minimal impact on their day-to-day living. Anomaly detection approaches have been widely applied in various domains, including remote health monitoring. However, current approaches are challenged by noisy, multivariate data and low generalizability. OBJECTIVE: This study aims to develop an online, lightweight unsupervised learning-based approach to detect anomalies representing adverse health conditions using activity changes in people living with dementia. We demonstrated its effectiveness over state-of-the-art methods on a real-world data set of 9363 days collected from 15 participant households by the UK Dementia Research Institute between August 2019 and July 2021. Our approach was applied to household movement data to detect urinary tract infections (UTIs) and hospitalizations. METHODS: We propose and evaluate a solution based on Contextual Matrix Profile (CMP), an exact, ultrafast distance-based anomaly detection algorithm. Using daily aggregated household movement data collected via passive infrared sensors, we generated CMPs for location-wise sensor counts, duration, and change in hourly movement patterns for each patient. We computed a normalized anomaly score in 2 ways: by combining univariate CMPs and by developing a multidimensional CMP. The performance of our method was evaluated relative to Angle-Based Outlier Detection, Copula-Based Outlier Detection, and Lightweight Online Detector of Anomalies. We used the multidimensional CMP to discover and present the important features associated with adverse health conditions in people living with dementia. RESULTS: The multidimensional CMP yielded, on average, 84.3% recall with 32.1 alerts, or a 5.1% alert rate, offering the best balance of recall and relative precision compared with Copula-Based and Angle-Based Outlier Detection and Lightweight Online Detector of Anomalies when evaluated for UTI and hospitalization. Midnight to 6 AM bathroom activity was shown to be the most important cross-patient digital biomarker of anomalies indicative of UTI, contributing approximately 30% to the anomaly score. We also demonstrated how CMP-based anomaly scoring can be used for a cross-patient view of anomaly patterns. CONCLUSIONS: To the best of our knowledge, this is the first real-world study to adapt the CMP to continuous anomaly detection in a health care scenario. The CMP inherits the speed, accuracy, and simplicity of the Matrix Profile, providing configurability, the ability to denoise and detect patterns, and explainability to clinical practitioners. We addressed the need for anomaly scoring in multivariate time series health care data by developing the multidimensional CMP. With high sensitivity, a low alert rate, better overall performance than state-of-the-art methods, and the ability to discover digital biomarkers of anomalies, the CMP is a clinically meaningful unsupervised anomaly detection technique extensible to multimodal data for dementia and other health care scenarios.

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.

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Observationnel · Signal consensuel: Observationnel
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,450
Score d'incertitude au seuil0,661

Scores Codex et Gemma par catégorie

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

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 Opus0,036
Tête enseignante GPT0,305
Écart entre enseignants0,269 · 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