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Enregistrement W4389577092 · doi:10.1109/embc40787.2023.10340243

Identification of injured elements in computational models of spinal cord injury using machine learning <sup>*</sup>

2023· article· en· W4389577092 sur OpenAlexafffund
César Jiménez, Carolyn J. Sparrey, Mohammad Narimani

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueSpinal Cord Injury Research
Établissements canadiensSimon Fraser University
Organismes subventionnairesSFU Community Trust Endowment FundNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaWestern Canada Research GridCompute Canada
Mots-clésHyperparameterArtificial intelligenceMachine learningSupport vector machineComputer scienceWhite matterSpinal cord injuryLogistic regressionAlgorithmCross-validationRandom forestF1 scorePattern recognition (psychology)Receiver operating characteristicSpinal cordMedicineMagnetic resonance imaging

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

The purpose of this study was to use machine learning (ML) algorithms to identify tissue damage based on the mechanical outputs of computational models of spinal cord injury (SCI). Three datasets corresponding to gray matter, white matter, and the combination of gray and white matter tissues were used to train the models. These datasets were built from the comparison of histological images taken from SCI experiments in non-human primates and corresponding subject-specific finite element (FE) models. Four ML algorithms were evaluated and compared using cross-validation and the area under the receiver operating characteristic curve (AUC). After hyperparameter tuning, the AUC mean values for the algorithms ranged between 0.79 and 0.82, with a standard deviation no greater than 0.02. The findings of this study also showed that k-nearest neighbors and logistic regression algorithms were better at identifying injured elements than support vector machines and decision trees. Additionally, depending on the evaluated dataset, the mean values of other performance metrics, such as precision and recall, varied between algorithms. These initial results suggest that different algorithms might be more sensitive to the skewed distribution of classes in the studied datasets, and that identifying damage independently or simultaneously in the gray and white matter tissues might require a better definition of relevant features and the use of different ML algorithms. These approaches will contribute to improving the current understanding of the relationship between mechanical loading and tissue damage during SCI and will have implications for the development of prevention strategies for this condition.Clinical Relevance- Linking FE model predictions of mechanical loading to tissue damage is an essential step for FE models to provide clinically relevant information. Combined with imaging technologies, these models can provide useful insights to predict the extent of damage in animal subjects and guide the decision-making process during treatment planning.

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)0,006
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: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,005
Score d'incertitude au seuil0,010

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,006
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,001

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 Opus0,108
Tête enseignante GPT0,435
Écart entre enseignants0,327 · 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

Citations2
Publié2023
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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