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Enregistrement W4395454935 · doi:10.2196/54577

Use of Machine Learning Models to Differentiate Neurodevelopment Conditions Through Digitally Collected Data: Cross-Sectional Questionnaire Study

2024· article· en· W4395454935 sur OpenAlexvenueno aff
Silvia Grazioli, Alessandro Crippa, Noemi Buo, Silvia Busti Ceccarelli, Massimo Molteni, Maria Nobile, Antonio Salandi, Sara Trabattoni, Gabriele Caselli, Paola Colombo

Notice bibliographique

RevueJMIR Formative Research · 2024
Typearticle
Langueen
DomaineNeuroscience
ThématiqueAutism Spectrum Disorder Research
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésCross-sectional studyComputer sciencePsychologyMachine learningData scienceMedicineArtificial intelligencePathology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: Diagnosis of child and adolescent psychopathologies involves a multifaceted approach, integrating clinical observations, behavioral assessments, medical history, cognitive testing, and familial context information. Digital technologies, especially internet-based platforms for administering caregiver-rated questionnaires, are increasingly used in this field, particularly during the screening phase. The ascent of digital platforms for data collection has propelled advanced psychopathology classification methods such as supervised machine learning (ML) into the forefront of both research and clinical environments. This shift, recently called psycho-informatics, has been facilitated by gradually incorporating computational devices into clinical workflows. However, an actual integration between telemedicine and the ML approach has yet to be fulfilled. OBJECTIVE: Under these premises, exploring the potential of ML applications for analyzing digitally collected data may have significant implications for supporting the clinical practice of diagnosing early psychopathology. The purpose of this study was, therefore, to exploit ML models for the classification of attention-deficit/hyperactivity disorder (ADHD) and autism spectrum disorder (ASD) using internet-based parent-reported socio-anamnestic data, aiming at obtaining accurate predictive models for new help-seeking families. METHODS: In this retrospective, single-center observational study, socio-anamnestic data were collected from 1688 children and adolescents referred for suspected neurodevelopmental conditions. The data included sociodemographic, clinical, environmental, and developmental factors, collected remotely through the first Italian internet-based screening tool for neurodevelopmental disorders, the Medea Information and Clinical Assessment On-Line (MedicalBIT). Random forest (RF), decision tree, and logistic regression models were developed and evaluated using classification accuracy, sensitivity, specificity, and importance of independent variables. RESULTS: The RF model demonstrated robust accuracy, achieving 84% (95% CI 82-85; P<.001) for ADHD and 86% (95% CI 84-87; P<.001) for ASD classifications. Sensitivities were also high, with 93% for ADHD and 95% for ASD. In contrast, the DT and LR models exhibited lower accuracy (DT 74%, 95% CI 71-77; P<.001 for ADHD; DT 79%, 95% CI 77-82; P<.001 for ASD; LR 61%, 95% CI 57-64; P<.001 for ADHD; LR 63%, 95% CI 60-67; P<.001 for ASD) and sensitivities (DT: 82% for ADHD and 88% for ASD; LR: 62% for ADHD and 68% for ASD). The independent variables considered for classification differed in importance between the 2 models, reflecting the distinct characteristics of the 3 ML approaches. CONCLUSIONS: This study highlights the potential of ML models, particularly RF, in enhancing the diagnostic process of child and adolescent psychopathology. Altogether, the current findings underscore the significance of leveraging digital platforms and computational techniques in the diagnostic process. While interpretability remains crucial, the developed approach might provide valuable screening tools for clinicians, highlighting the significance of embedding computational techniques in the diagnostic process.

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)0,007
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: Observationnel · Signal consensuel: Observationnel
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,007
Score d'incertitude au seuil0,035

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0070,012
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,001
Bibliométrie0,0020,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0000,001
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 Opus0,280
Tête enseignante GPT0,459
Écart entre enseignants0,179 · 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'étudeObservationnel
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

Citations5
Publié2024
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