MétaCan
Menu
← Retour à la cohorte
Enregistrement W4295366743 · doi:10.2196/36130

Predicting Depression in Patients With Knee Osteoarthritis Using Machine Learning: Model Development and Validation Study

2022· article· en· W4295366743 sur OpenAlexvenueno aff
Z Nowinka, M. Abdulhadi Alagha, Khadija Mahmoud, Gareth G. Jones

Notice bibliographique

RevueJMIR Formative Research · 2022
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueOsteoarthritis Treatment and Mechanisms
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesImperial College London
Mots-clésOsteoarthritisMedicineDepression (economics)Receiver operating characteristicLogistic regressionPhysical therapyLasso (programming language)Machine learningArtificial intelligencePhysical medicine and rehabilitationInternal medicineComputer science

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: Knee osteoarthritis (OA) is the most common form of OA and a leading cause of disability worldwide. Chronic pain and functional loss secondary to knee OA put patients at risk of developing depression, which can also impair their treatment response. However, no tools exist to assist clinicians in identifying patients at risk. Machine learning (ML) predictive models may offer a solution. We investigated whether ML models could predict the development of depression in patients with knee OA and examined which features are the most predictive. OBJECTIVE: The primary aim of this study was to develop and test an ML model to predict depression in patients with knee OA at 2 years and to validate the models using an external data set. The secondary aim was to identify the most important predictive features used by the ML algorithms. METHODS: Osteoarthritis Initiative Study (OAI) data were used for model development and external validation was performed using Multicenter Osteoarthritis Study (MOST) data. Forty-two features were selected, which denoted routinely collected demographic and clinical data such as patient demographics, past medical history, knee OA history, baseline examination findings, and patient-reported outcome measures. Six different ML classification models were trained (logistic regression, least absolute shrinkage and selection operator [LASSO], ridge regression, decision tree, random forest, and gradient boosting machine). The primary outcome was to predict depression at 2 years following study enrollment. The presence of depression was defined using the Center for Epidemiological Studies Depression Scale. Model performance was evaluated using the area under the receiver operating characteristic curve (AUC) and F1 score. The most important features were extracted from the best-performing model on external validation. RESULTS: A total of 5947 patients were included in this study, with 2969 in the training set, 742 in the test set, and 2236 in the external validation set. For the test set, the AUC ranged from 0.673 (95% CI 0.604-0.742) to 0.869 (95% CI 0.824-0.913), with an F1 score of 0.435 to 0.490. On external validation, the AUC varied from 0.720 (95% CI 0.685-0.755) to 0.876 (95% CI 0.853-0.899), with an F1 score of 0.456 to 0.563. LASSO modeling offered the highest predictive performance. Blood pressure, baseline depression score, knee pain and stiffness, and quality of life were the most predictive features. CONCLUSIONS: To our knowledge, this is the first study to apply ML classification models to predict depression in patients with knee OA. Our study showed that ML models can deliver a clinically acceptable level of performance (AUC>0.7) in predicting the development of depression using routinely available demographic and clinical data. Further work is required to address the class imbalance in the training data and to evaluate the clinical utility of the models in facilitating early intervention and improved outcomes.

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)0,012
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,012
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: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,012
Score d'incertitude au seuil0,064

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0120,012
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,002
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,000
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
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 Opus0,042
Tête enseignante GPT0,340
Écart entre enseignants0,298 · 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

Citations11
Publié2022
Routes d'admission1
Résumé présentoui

Explorer davantage

Même revueJMIR Formative Research→Même sujetOsteoarthritis Treatment and Mechanisms→Travaux en français237 207→