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Enregistrement W4389244906 · doi:10.2196/49147

A Stable and Scalable Digital Composite Neurocognitive Test for Early Dementia Screening Based on Machine Learning: Model Development and Validation Study

2023· article· en· W4389244906 sur OpenAlexfundno aff
Dongmei Gu, Xiaozhen Lv, Chuan Shi, Tianhong Zhang, Sha Liu, Zili Fan, Lihui Tu, Ming Zhang, Nan Zhang, Liming Chen, Zhijiang Wang, Jing Wang, Ying Zhang, Huizi Li, Luchun Wang, Jiahui Zhu, Yaonan Zheng, Huali Wang, Xin Yu

Notice bibliographique

RevueJournal of Medical Internet Research · 2023
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueDementia and Cognitive Impairment Research
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesNational Key Research and Development Program of ChinaCanadian Institutes of Health ResearchNational Institutes of HealthH. Lundbeck A/SServierEisaiGenentechIXICONational Natural Science Foundation of ChinaNorthern California Institute for Research and EducationF. Hoffmann-La RocheUniversity of Southern CaliforniaBiogenEli Lilly and CompanyBristol-Myers SquibbBioClinicaU.S. Department of DefenseMeso Scale DiagnosticsAlzheimer's Disease Neuroimaging InitiativeNovartis Pharmaceuticals CorporationPfizerNational Institute on AgingAlzheimer's Association
Mots-clésDementiaNeurocognitiveTest (biology)Machine learningComputer scienceArtificial intelligencePsychologyScalabilityCognitionMedicinePsychiatry

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: Dementia has become a major public health concern due to its heavy disease burden. Mild cognitive impairment (MCI) is a transitional stage between healthy aging and dementia. Early identification of MCI is an essential step in dementia prevention. OBJECTIVE: Based on machine learning (ML) methods, this study aimed to develop and validate a stable and scalable panel of cognitive tests for the early detection of MCI and dementia based on the Chinese Neuropsychological Consensus Battery (CNCB) in the Chinese Neuropsychological Normative Project (CN-NORM) cohort. METHODS: CN-NORM was a nationwide, multicenter study conducted in China with 871 participants, including an MCI group (n=327, 37.5%), a dementia group (n=186, 21.4%), and a cognitively normal (CN) group (n=358, 41.1%). We used the following 4 algorithms to select candidate variables: the F-score according to the SelectKBest method, the area under the curve (AUC) from logistic regression (LR), P values from the logit method, and backward stepwise elimination. Different models were constructed after considering the administration duration and complexity of combinations of various tests. Receiver operating characteristic curve and AUC metrics were used to evaluate the discriminative ability of the models via stratified sampling cross-validation and LR and support vector classification (SVC) algorithms. This model was further validated in the Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative phase 3 (ADNI-3) cohort (N=743), which included 416 (56%) CN subjects, 237 (31.9%) patients with MCI, and 90 (12.1%) patients with dementia. RESULTS: Except for social cognition, all other domains in the CNCB differed between the MCI and CN groups (P<.008). In feature selection results regarding discrimination between the MCI and CN groups, the Hopkins Verbal Learning Test-5 minutes Recall had the best performance, with the highest mean AUC of up to 0.80 (SD 0.02) and an F-score of up to 258.70. The scalability of model 5 (Hopkins Verbal Learning Test-5 minutes Recall and Trail Making Test-B) was the lowest. Model 5 achieved a higher level of discrimination than the Hong Kong Brief Cognitive test score in distinguishing between the MCI and CN groups (P<.05). Model 5 also provided the highest sensitivity of up to 0.82 (range 0.72-0.92) and 0.83 (range 0.75-0.91) according to LR and SVC, respectively. This model yielded a similar robust discriminative performance in the ADNI-3 cohort regarding differentiation between the MCI and CN groups, with a mean AUC of up to 0.81 (SD 0) according to both LR and SVC algorithms. CONCLUSIONS: We developed a stable and scalable composite neurocognitive test based on ML that could differentiate not only between patients with MCI and controls but also between patients with different stages of cognitive impairment. This composite neurocognitive test is a feasible and practical digital biomarker that can potentially be used in large-scale cognitive screening and intervention studies.

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)0,017
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,018
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 enseignants0,027
Score d'incertitude au seuil0,092

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0170,018
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0020,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0020,002
Bibliométrie0,0020,001
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0020,002
Intégrité de la recherche0,0010,002
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 Opus0,087
Tête enseignante GPT0,402
Écart entre enseignants0,315 · 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

Citations6
Publié2023
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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