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Enregistrement W4396764908 · doi:10.1186/s12984-024-01369-y

Exploration of a machine learning approach for diagnosing sarcopenia among Chinese community-dwelling older adults using sEMG-based data

2024· article· en· W4396764908 sur OpenAlexfundno aff
Na Li, Jiarui Ou, Haoru He, Jiayuan He, Le Zhang, Zhengchun Peng, Junwen Zhong, Ning Jiang

Notice bibliographique

RevueJournal of NeuroEngineering and Rehabilitation · 2024
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueNutrition and Health in Aging
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesWest China Hospital, Sichuan UniversityNatural Sciences and Engineering Research Council of Canada
Mots-clésSarcopeniaPhysical medicine and rehabilitationNeurologyArtificial intelligenceMedicineComputer scienceMachine learningPsychologyGerontologyNeuroscience

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: In the practical application of sarcopenia screening, there is a need for faster, time-saving, and community-friendly detection methods. The primary purpose of this study was to perform sarcopenia screening in community-dwelling older adults and investigate whether surface electromyogram (sEMG) from hand grip could potentially be used to detect sarcopenia using machine learning (ML) methods with reasonable features extracted from sEMG signals. The secondary aim was to provide the interpretability of the obtained ML models using a novel feature importance estimation method. METHODS: A total of 158 community-dwelling older residents (≥ 60 years old) were recruited. After screening through the diagnostic criteria of the Asian Working Group for Sarcopenia in 2019 (AWGS 2019) and data quality check, participants were assigned to the healthy group (n = 45) and the sarcopenic group (n = 48). sEMG signals from six forearm muscles were recorded during the hand grip task at 20% maximal voluntary contraction (MVC) and 50% MVC. After filtering recorded signals, nine representative features were extracted, including six time-domain features plus three time-frequency domain features. Then, a voting classifier ensembled by a support vector machine (SVM), a random forest (RF), and a gradient boosting machine (GBM) was implemented to classify healthy versus sarcopenic participants. Finally, the SHapley Additive exPlanations (SHAP) method was utilized to investigate feature importance during classification. RESULTS: Seven out of the nine features exhibited statistically significant differences between healthy and sarcopenic participants in both 20% and 50% MVC tests. Using these features, the voting classifier achieved 80% sensitivity and 73% accuracy through a five-fold cross-validation. Such performance was better than each of the SVM, RF, and GBM models alone. Lastly, SHAP results revealed that the wavelength (WL) and the kurtosis of continuous wavelet transform coefficients (CWT_kurtosis) had the highest feature impact scores. CONCLUSION: This study proposed a method for community-based sarcopenia screening using sEMG signals of forearm muscles. Using a voting classifier with nine representative features, the accuracy exceeds 70% and the sensitivity exceeds 75%, indicating moderate classification performance. Interpretable results obtained from the SHAP model suggest that motor unit (MU) activation mode may be a key factor affecting sarcopenia.

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)0,002
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,003
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: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,004
Score d'incertitude au seuil0,010

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0020,003
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,001
Bibliométrie0,0020,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
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 Opus0,055
Tête enseignante GPT0,342
Écart entre enseignants0,288 · 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

Citations58
Publié2024
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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