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Enregistrement W4404272163 · doi:10.2196/57298

Development and Validation of a Machine Learning Method Using Vocal Biomarkers for Identifying Frailty in Community-Dwelling Older Adults: Cross-Sectional Study

2024· article· en· W4404272163 sur OpenAlexvenueno aff
Taehwan Kim, Jung‐Yeon Choi, Myung Jin Ko, Kwang‐Il Kim

Notice bibliographique

RevueJMIR Medical Informatics · 2024
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueFrailty in Older Adults
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésCross-sectional studyPreprintGerontologyMedicineComputer scienceWorld Wide WebPathology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Background: The two most commonly used methods to identify frailty are the frailty phenotype and the frailty index. However, both methods have limitations in clinical application. In addition, methods for measuring frailty have not yet been standardized. Objective: We aimed to develop and validate a classification model for predicting frailty status using vocal biomarkers in community-dwelling older adults, based on voice recordings obtained from the picture description task (PDT). Methods: We recruited 127 participants aged 50 years and older and collected clinical information through a short form of the Comprehensive Geriatric Assessment scale. Voice recordings were collected with a tablet device during the Korean version of the PDT, and we preprocessed audio data to remove background noise before feature extraction. Three artificial intelligence (AI) models were developed for identifying frailty status: SpeechAI (using speech data only), DemoAI (using demographic data only), and DemoSpeechAI (combining both data types). Results: Our models were trained and evaluated on the basis of 5-fold cross-validation for 127 participants and compared. The SpeechAI model, using deep learning-based acoustic features, outperformed in terms of accuracy and area under the receiver operating characteristic curve (AUC), 80.4% (95% CI 76.89%-83.91%) and 0.89 (95% CI 0.86-0.92), respectively, while the model using only demographics showed an accuracy of 67.96% (95% CI 67.63%-68.29%) and an AUC of 0.74 (95% CI 0.73-0.75). The SpeechAI model outperformed the model using only demographics significantly in AUC (t4=8.705 [2-sided]; P<.001). The DemoSpeechAI model, which combined demographics with deep learning-based acoustic features, showed superior performance (accuracy 85.6%, 95% CI 80.03%-91.17% and AUC 0.93, 95% CI 0.89-0.97), but there was no significant difference in AUC between the SpeechAI and DemoSpeechAI models (t4=1.057 [2-sided]; P=.35). Compared with models using traditional acoustic features from the openSMILE toolkit, the SpeechAI model demonstrated superior performance (AUC 0.89) over traditional methods (logistic regression: AUC 0.62; decision tree: AUC 0.57; random forest: AUC 0.66). Conclusions: Our findings demonstrate that vocal biomarkers derived from deep learning-based acoustic features can be effectively used to predict frailty status in community-dwelling older adults. The SpeechAI model showed promising accuracy and AUC, outperforming models based solely on demographic data or traditional acoustic features. Furthermore, while the combined DemoSpeechAI model showed slightly improved performance over the SpeechAI model, the difference was not statistically significant. These results suggest that speech-based AI models offer a noninvasive, scalable method for frailty detection, potentially streamlining assessments in clinical and community settings.

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)0,021
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,022
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut 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 enseignants0,021
Score d'incertitude au seuil0,113

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0210,022
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 savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

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 Opus0,083
Tête enseignante GPT0,422
Écart entre enseignants0,340 · 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'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

Citations5
Publié2024
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Résumé présentoui

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