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Enregistrement W4402197678 · doi:10.2196/46390

Developing a Machine Learning–Based Automated Patient Engagement Estimator for Telehealth: Algorithm Development and Validation Study

2024· article· en· W4402197678 sur OpenAlexvenueno aff
Pooja Guhan, Naman Awasthi, Kristin Bussell, Gloria Reeves, Dinesh Manocha, Aniket Bera

Notice bibliographique

RevueJMIR Formative Research · 2024
Typearticle
Langueen
DomainePsychology
ThématiqueDigital Mental Health Interventions
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésPreprintComputer scienceTelehealthMachine learningArtificial intelligenceAlgorithmEstimatorTelemedicineHealth careWorld Wide WebMathematicsStatistics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: Patient engagement is a critical but challenging public health priority in behavioral health care. During telehealth sessions, health care providers need to rely predominantly on verbal strategies rather than typical nonverbal cues to effectively engage patients. Hence, the typical patient engagement behaviors are now different, and health care provider training on telehealth patient engagement is unavailable or quite limited. Therefore, we explore the application of machine learning for estimating patient engagement. This can assist psychotherapists in the development of a therapeutic relationship with the patient and enhance patient engagement in the treatment of mental health conditions during tele-mental health sessions. OBJECTIVE: This study aimed to examine the ability of machine learning models to estimate patient engagement levels during a tele-mental health session and understand whether the machine learning approach could support therapeutic engagement between the client and psychotherapist. METHODS: We proposed a multimodal learning-based approach. We uniquely leveraged latent vectors corresponding to affective and cognitive features frequently used in psychology literature to understand a person's level of engagement. Given the labeled data constraints that exist in health care, we explored a semisupervised learning solution. To support the development of similar technologies for telehealth, we also plan to release a dataset called Multimodal Engagement Detection in Clinical Analysis (MEDICA). This dataset includes 1229 video clips, each lasting 3 seconds. In addition, we present experiments conducted on this dataset, along with real-world tests that demonstrate the effectiveness of our method. RESULTS: Our algorithm reports a 40% improvement in root mean square error over state-of-the-art methods for engagement estimation. In our real-world tests on 438 video clips from psychotherapy sessions with 20 patients, in comparison to prior methods, positive correlations were observed between psychotherapists' Working Alliance Inventory scores and our mean and median engagement level estimates. This indicates the potential of the proposed model to present patient engagement estimations that align well with the engagement measures used by psychotherapists. CONCLUSIONS: Patient engagement has been identified as being important to improve therapeutic alliance. However, limited research has been conducted to measure this in a telehealth setting, where the therapist lacks conventional cues to make a confident assessment. The algorithm developed is an attempt to model person-oriented engagement modeling theories within machine learning frameworks to estimate the level of engagement of the patient accurately and reliably in telehealth. The results are encouraging and emphasize the value of combining psychology and machine learning to understand patient engagement. Further testing in the real-world setting is necessary to fully assess its usefulness in helping therapists gauge patient engagement during online sessions. However, the proposed approach and the creation of the new dataset, MEDICA, open avenues for future research and the development of impactful tools for telehealth.

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)0,003
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,007
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: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,010
Score d'incertitude au seuil0,019

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0030,007
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0020,001
Intégrité de la recherche0,0020,002
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0040,001

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.

Tête enseignante Opus0,168
Tête enseignante GPT0,526
Écart entre enseignants0,359 · 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

Citations1
Publié2024
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Résumé présentoui

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