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Enregistrement W4401174226 · doi:10.2196/56980

Classifying Residual Stroke Severity Using Robotics-Assisted Stroke Rehabilitation: Machine Learning Approach

2024· article· en· W4401174226 sur OpenAlex

Pourquoi ce travail est dans la base

Une base qui oublie comment elle a trouvé un travail ne peut pas être vérifiée. Voici les voies qui ont admis celui-ci.

venuePublié dans une revue dont le pays d'attache est le Canada.
no affAucune affiliation canadienne : ce travail est invisible pour une base fondée sur la seule affiliation.
Aucune affiliation canadienne. Une base fondée sur la seule affiliation (le devis habituel) n'aurait jamais vu ce travail. C'est l'un des travaux qui justifient l'inversion de la base.

Notice bibliographique

RevueJMIR Biomedical Engineering · 2024
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueStroke Rehabilitation and Recovery
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesDivision of Civil, Mechanical and Manufacturing InnovationNational Science Foundation
Mots-clésArtificial intelligenceRehabilitationMachine learningStroke (engine)RoboticsPhysical medicine and rehabilitationDeep learningMotor learningResidualComputer scienceMedicinePhysical therapyPsychologyRobotEngineeringAlgorithm

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Background Stroke therapy is essential to reduce impairments and improve motor movements by engaging autogenous neuroplasticity. Traditionally, stroke rehabilitation occurs in inpatient and outpatient rehabilitation facilities. However, recent literature increasingly explores moving the recovery process into the home and integrating technology-based interventions. This study advances this goal by promoting in-home, autonomous recovery for patients who experienced a stroke through robotics-assisted rehabilitation and classifying stroke residual severity using machine learning methods. Objective Our main objective is to use kinematics data collected during in-home, self-guided therapy sessions to develop supervised machine learning methods, to address a clinician’s autonomous classification of stroke residual severity–labeled data toward improving in-home, robotics-assisted stroke rehabilitation. Methods In total, 33 patients who experienced a stroke participated in in-home therapy sessions using Motus Nova robotics rehabilitation technology to capture upper and lower body motion. During each therapy session, the Motus Hand and Motus Foot devices collected movement data, assistance data, and activity-specific data. We then synthesized, processed, and summarized these data. Next, the therapy session data were paired with clinician-informed, discrete stroke residual severity labels: “no range of motion (ROM),” “low ROM,” and “high ROM.” Afterward, an 80%:20% split was performed to divide the dataset into a training set and a holdout test set. We used 4 machine learning algorithms to classify stroke residual severity: light gradient boosting (LGB), extra trees classifier, deep feed-forward neural network, and classical logistic regression. We selected models based on 10-fold cross-validation and measured their performance on a holdout test dataset using F1-score to identify which model maximizes stroke residual severity classification accuracy. Results We demonstrated that the LGB method provides the most reliable autonomous detection of stroke severity. The trained model is a consensus model that consists of 139 decision trees with up to 115 leaves each. This LGB model boasts a 96.70% F1-score compared to logistic regression (55.82%), extra trees classifier (94.81%), and deep feed-forward neural network (70.11%). Conclusions We showed how objectively measured rehabilitation training paired with machine learning methods can be used to identify the residual stroke severity class, with efforts to enhance in-home self-guided, individualized stroke rehabilitation. The model we trained relies only on session summary statistics, meaning it can potentially be integrated into similar settings for real-time classification, such as outpatient rehabilitation facilities.

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.

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMéta-épidémiologie (sens strict)
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 enseignants0,784
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

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

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 Opus0,021
Tête enseignante GPT0,288
Écart entre enseignants0,267 · 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