Assessing the Value of Imaging Data in Machine Learning Models to Predict Patient-Reported Outcome Measures in Knee Osteoarthritis Patients
Notice bibliographique
Résumé
Knee osteoarthritis (OA) affects over 650 million patients worldwide. Total knee replacement is aimed at end-stage OA to relieve symptoms of pain, stiffness and reduced mobility. However, the role of imaging modalities in monitoring symptomatic disease progression remains unclear. This study aimed to compare machine learning (ML) models, with and without imaging features, in predicting the two-year Western Ontario and McMaster Universities Arthritis Index (WOMAC) score for knee OA patients. We included 2408 patients from the Osteoarthritis Initiative (OAI) database, with 629 patients from the Multicenter Osteoarthritis Study (MOST) database. The clinical dataset included 18 clinical features, while the imaging dataset contained an additional 10 imaging features. Minimal Clinically Important Difference (MCID) was set to 24, reflecting meaningful physical impairment. Clinical and imaging dataset models produced similar area under curve (AUC) scores, highlighting low differences in performance AUC < 0.025). For both clinical and imaging datasets, Gradient Boosting Machine (GBM) models performed the best in the external validation, with a clinically acceptable AUC of 0.734 (95% CI 0.687-0.781) and 0.747 (95% CI 0.701-0.792), respectively. The five features identified included educational background, family history of osteoarthritis, co-morbidities, use of osteoporosis medications and previous knee procedures. This is the first study to demonstrate that ML models achieve comparable performance with and without imaging features.
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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 | 0,017 | 0,038 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,002 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
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 ».