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Enregistrement W4404518068 · doi:10.2196/64806

Predicting Pain Response to a Remote Musculoskeletal Care Program for Low Back Pain Management: Development of a Prediction Tool

2024· article· en· W4404518068 sur OpenAlexvenueno aff
Anabela C. Areias, Robert Moulder, Maria Molinos, Dora Janela, Virgílio Bento, Carolina Villela Moreira, Vijay Yanamadala, Steven P. Cohen, Fernando Dias Correia, Fabíola Costa

Notice bibliographique

RevueJMIR Medical Informatics · 2024
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueMusculoskeletal pain and rehabilitation
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésMachine learningComputer scienceArtificial intelligenceSession (web analytics)Receiver operating characteristicData collectionScalabilityMedicineDatabase

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: Low back pain (LBP) presents with diverse manifestations, necessitating personalized treatment approaches that recognize various phenotypes within the same diagnosis, which could be achieved through precision medicine. Although prediction strategies have been explored, including those employing artificial intelligence (AI), they still lack scalability and real-time capabilities. Digital care programs (DCPs) facilitate seamless data collection through the Internet of Things and cloud storage, creating an ideal environment for developing and implementing an AI predictive tool to assist clinicians in dynamically optimizing treatment. OBJECTIVE: This study aims to develop an AI tool that continuously assists physical therapists in predicting an individual's potential for achieving clinically significant pain relief by the end of the program. A secondary aim was to identify predictors of pain nonresponse to guide treatment adjustments. METHODS: Data collected actively (eg, demographic and clinical information) and passively in real-time (eg, range of motion, exercise performance, and socioeconomic data from public data sources) from 6125 patients enrolled in a remote digital musculoskeletal intervention program were stored in the cloud. Two machine learning techniques, recurrent neural networks (RNNs) and light gradient boosting machine (LightGBM), continuously analyzed session updates up to session 7 to predict the likelihood of achieving significant pain relief at the program end. Model performance was assessed using the area under the receiver operating characteristic curve (ROC-AUC), precision-recall curves, specificity, and sensitivity. Model explainability was assessed using SHapley Additive exPlanations values. RESULTS: At each session, the model provided a prediction about the potential of being a pain responder, with performance improving over time (P<.001). By session 7, the RNN achieved an ROC-AUC of 0.70 (95% CI 0.65-0.71), and the LightGBM achieved an ROC-AUC of 0.71 (95% CI 0.67-0.72). Both models demonstrated high specificity in scenarios prioritizing high precision. The key predictive features were pain-associated domains, exercise performance, motivation, and compliance, informing continuous treatment adjustments to maximize response rates. CONCLUSIONS: This study underscores the potential of an AI predictive tool within a DCP to enhance the management of LBP, supporting physical therapists in redirecting care pathways early and throughout the treatment course. This approach is particularly important for addressing the heterogeneous phenotypes observed in LBP. TRIAL REGISTRATION: ClinicalTrials.gov NCT04092946; https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT04092946 and NCT05417685; https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT05417685.

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)0,004
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,014
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 enseignants0,004
Score d'incertitude au seuil0,021

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0040,014
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 ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0000,001
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 Opus0,008
Tête enseignante GPT0,310
Écart entre enseignants0,302 · 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

Citations3
Publié2024
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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