Application of Artificial Intelligence in Infant Movement Classification: A Reliability and Validity Study in Infants Who Were Full-Term and Preterm
Notice bibliographique
Résumé
OBJECTIVE: Preterm infants are at high risk of neuromotor disorders. Recent advances in digital technology and machine learning algorithms have enabled the tracking and recognition of anatomical key points of the human body. It remains unclear whether the proposed pose estimation model and the skeleton-based action recognition model for adult movement classification are applicable and accurate for infant motor assessment. Therefore, this study aimed to develop and validate an artificial intelligence (AI) model framework for movement recognition in full-term and preterm infants. METHODS: This observational study prospectively assessed 30 full-term infants and 54 preterm infants using the Alberta Infant Motor Scale (58 movements) from 4 to 18 months of age with their movements recorded by 5 video cameras simultaneously in a standardized clinical setup. The movement videos were annotated for the start/end times and presence of movements by 3 pediatric physical therapists. The annotated videos were used for the development and testing of an AI algorithm that consisted of a 17-point human pose estimation model and a skeleton-based action recognition model. RESULTS: The infants contributed 153 sessions of Alberta Infant Motor Scale assessment that yielded 13,139 videos of movements for data processing. The intra and interrater reliabilities for movement annotation of videos by the therapists showed high agreements (88%-100%). Thirty-one of the 58 movements were selected for machine learning because of sufficient data samples and developmental significance. Using the annotated results as the standards, the AI algorithm showed satisfactory agreement in classifying the 31 movements (accuracy = 0.91, recall = 0.91, precision = 0.91, and F1 score = 0.91). CONCLUSION: The AI algorithm was accurate in classifying 31 movements in full-term and preterm infants from 4 to 18 months of age in a standardized clinical setup. IMPACT: The findings provide the basis for future refinement and validation of the algorithm on home videos to be a remote infant movement assessment.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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.
score_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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».