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Enregistrement W4403113948 · doi:10.2196/64578

Momentary Depression Severity Prediction in Patients With Acute Depression Who Undergo Sleep Deprivation Therapy: Speech-Based Machine Learning Approach

2024· article· en· W4403113948 sur OpenAlexaffvenue
Lisa‐Marie Hartnagel, Daniel Emden, Jerome C. Foo, Fabian Streit, Stephanie H. Witt, Josef Frank, Matthias F. Limberger, Sara Elena Schmitz, Maria Gilles, Marcella Rietschel, Tim Hahn, Ulrich Ebner‐Priemer, Lea Sirignano

Notice bibliographique

RevueJMIR Mental Health · 2024
Typearticle
Langueen
DomainePsychology
ThématiqueDigital Mental Health Interventions
Établissements canadiensWomen and Children’s Health Research InstituteUniversity of Alberta
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésPreprintDepression (economics)Sleep deprivationPsychologyMedicinePsychiatryAudiologyComputer scienceWorld Wide Web

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Background: Mobile devices for remote monitoring are inevitable tools to support treatment and patient care, especially in recurrent diseases such as major depressive disorder. The aim of this study was to learn if machine learning (ML) models based on longitudinal speech data are helpful in predicting momentary depression severity. Data analyses were based on a dataset including 30 inpatients during an acute depressive episode receiving sleep deprivation therapy in stationary care, an intervention inducing a rapid change in depressive symptoms in a relatively short period of time. Using an ambulatory assessment approach, we captured speech samples and assessed concomitant depression severity via self-report questionnaire over the course of 3 weeks (before, during, and after therapy). We extracted 89 speech features from the speech samples using the Extended Geneva Minimalistic Acoustic Parameter Set from the Open-Source Speech and Music Interpretation by Large-Space Extraction (audEERING) toolkit and the additional parameter speech rate. Objective: We aimed to understand if a multiparameter ML approach would significantly improve the prediction compared to previous statistical analyses, and, in addition, which mechanism for splitting training and test data was most successful, especially focusing on the idea of personalized prediction. Methods: To do so, we trained and evaluated a set of >500 ML pipelines including random forest, linear regression, support vector regression, and Extreme Gradient Boosting regression models and tested them on 5 different train-test split scenarios: a group 5-fold nested cross-validation at the subject level, a leave-one-subject-out approach, a chronological split, an odd-even split, and a random split. Results: In the 5-fold cross-validation, the leave-one-subject-out, and the chronological split approaches, none of the models were statistically different from random chance. The other two approaches produced significant results for at least one of the models tested, with similar performance. In total, the superior model was an Extreme Gradient Boosting in the odd-even split approach (R²=0.339, mean absolute error=0.38; both P<.001), indicating that 33.9% of the variance in depression severity could be predicted by the speech features. Conclusions: Overall, our analyses highlight that ML fails to predict depression scores of unseen patients, but prediction performance increased strongly compared to our previous analyses with multilevel models. We conclude that future personalized ML models might improve prediction performance even more, leading to better patient management and care.

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)0,004
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 enseignants0,003
Score d'incertitude au seuil0,011

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0020,004
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,000
Science ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,001

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 Opus0,017
Tête enseignante GPT0,336
Écart entre enseignants0,319 · 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

Citations5
Publié2024
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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