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Enregistrement W4403616467 · doi:10.2196/58261

Functional Monitoring of Patients With Knee Osteoarthritis Based on Multidimensional Wearable Plantar Pressure Features: Cross-Sectional Study

2024· article· en· W4403616467 sur OpenAlexvenueno aff
Junan Xie, Shilin Li, Zhen Song, Lin Shu, Guozhi Huang, Yihuan Lin

Notice bibliographique

RevueJMIR Aging · 2024
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueOsteoarthritis Treatment and Mechanisms
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesNatural Science Foundation of Guangdong ProvinceNational Natural Science Foundation of China
Mots-clésPreprintPlantar pressureOsteoarthritisMedicineCross-sectional studyWearable computerPhysical medicine and rehabilitationPhysical therapyComputer sciencePressure sensorEngineeringMechanical engineeringPathologyEmbedded system

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: Patients with knee osteoarthritis (KOA) often present lower extremity motor dysfunction. However, traditional radiography is a static assessment and cannot achieve long-term dynamic functional monitoring. Plantar pressure signals have demonstrated potential applications in the diagnosis and rehabilitation monitoring of KOA. OBJECTIVE: Through wearable gait analysis technology, we aim to obtain abundant gait information based on machine learning techniques to develop a simple, rapid, effective, and patient-friendly functional assessment model for the KOA rehabilitation process to provide long-term remote monitoring, which is conducive to reducing the burden of social health care system. METHODS: This cross-sectional study enrolled patients diagnosed with KOA who were able to walk independently for 2 minutes. Participants were given clinically recommended functional tests, including the 40-m fast-paced walk test (40mFPWT) and timed up-and-go test (TUGT). We used a smart shoe system to gather gait pressure data from patients with KOA. The multidimensional gait features extracted from the data and physical characteristics were used to establish the KOA functional feature database for the plantar pressure measurement system. 40mFPWT and TUGT regression prediction models were trained using a series of mature machine learning algorithms. Furthermore, model stacking and average ensemble learning methods were adopted to further improve the generalization performance of the model. Mean absolute error (MAE), mean absolute percentage error (MAPE), and root mean squared error (RMSE) were used as regression performance metrics to evaluate the results of different models. RESULTS: A total of 92 patients with KOA were included, exhibiting varying degrees of severity as evaluated by the Kellgren and Lawrence classification. A total of 380 gait features and 4 physical characteristics were extracted to form the feature database. Effective stepwise feature selection determined optimal feature subsets of 11 variables for the 40mFPWT and 10 variables for the TUGT. Among all models, the weighted average ensemble model using 4 tree-based models had the best generalization performance in the test set, with an MAE of 2.686 seconds, MAPE of 9.602%, and RMSE of 3.316 seconds for the prediction of the 40mFPWT and an MAE of 1.280 seconds, MAPE of 12.389%, and RMSE of 1.905 seconds for the prediction of the TUGT. CONCLUSIONS: This wearable plantar pressure feature technique can objectively quantify indicators that reflect functional status and is promising as a new tool for long-term remote functional monitoring of patients with KOA. Future work is needed to further explore and investigate the relationship between gait characteristics and functional status with more functional tests and in larger sample cohorts.

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 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)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Observationnel · Signal consensuel: Observationnel
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,013
Score d'incertitude au seuil0,662

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
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 Opus0,011
Tête enseignante GPT0,264
Écart entre enseignants0,253 · 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 tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeObservationnel
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

Citations3
Publié2024
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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