Classifying Self-Reported Rheumatoid Arthritis Flares Using Daily Patient-Generated Data From a Smartphone App: Exploratory Analysis Applying Machine Learning Approaches
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: The ability to predict rheumatoid arthritis (RA) flares between clinic visits based on real-time, longitudinal patient-generated data could potentially allow for timely interventions to avoid disease worsening. OBJECTIVE: This exploratory study aims to investigate the feasibility of using machine learning methods to classify self-reported RA flares based on a small data set of daily symptom data collected on a smartphone app. METHODS: Daily symptoms and weekly flares reported on the Remote Monitoring of Rheumatoid Arthritis (REMORA) smartphone app from 20 patients with RA over 3 months were used. Predictors were several summary features of the daily symptom scores (eg, pain and fatigue) collected in the week leading up to the flare question. We fitted 3 binary classifiers: logistic regression with and without elastic net regularization, a random forest, and naive Bayes. Performance was evaluated according to the area under the curve (AUC) of the receiver operating characteristic curve. For the best-performing model, we considered sensitivity and specificity for different thresholds in order to illustrate different ways in which the predictive model could behave in a clinical setting. RESULTS: The data comprised an average of 60.6 daily reports and 10.5 weekly reports per participant. Participants reported a median of 2 (IQR 0.75-4.25) flares each over a median follow-up time of 81 (IQR 79-82) days. AUCs were broadly similar between models, but logistic regression with elastic net regularization had the highest AUC of 0.82. At a cutoff requiring specificity to be 0.80, the corresponding sensitivity to detect flares was 0.60 for this model. The positive predictive value (PPV) in this population was 53%, and the negative predictive value (NPV) was 85%. Given the prevalence of flares, the best PPV achieved meant only around 2 of every 3 positive predictions were correct (PPV 0.65). By prioritizing a higher NPV, the model correctly predicted over 9 in every 10 non-flare weeks, but the accuracy of predicted flares fell to only 1 in 2 being correct (NPV and PPV of 0.92 and 0.51, respectively). CONCLUSIONS: Predicting self-reported flares based on daily symptom scorings in the preceding week using machine learning methods was feasible. The observed predictive accuracy might improve as we obtain more data, and these exploratory results need to be validated in an external cohort. In the future, analysis of frequently collected patient-generated data may allow us to predict flares before they unfold, opening opportunities for just-in-time adaptative interventions. Depending on the nature and implication of an intervention, different cutoff values for an intervention decision need to be considered, as well as the level of predictive certainty required.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,007 | 0,014 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».