MétaCan
Menu
Retour à la cohorte
Enregistrement W4413358192 · doi:10.2196/73440

Deep Learning Approaches for Classifying Children With and Without Autism Spectrum Disorder Using Inertial Measurement Unit Hand Tracking Data: Comparative Study

2025· article· en· W4413358192 sur OpenAlexvenueno aff
John Mutersbaugh, Wan-Chun Su, Anjana Bhat, Amir Gandjbakhche

Notice bibliographique

RevueJMIR Medical Informatics · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineNeuroscience
ThématiqueAutism Spectrum Disorder Research
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesNational Institute of General Medical SciencesNational Institutes of Health
Mots-clésPreprintAutism spectrum disorderArtificial intelligenceDeep learningAutismInertial measurement unitComputer scienceTracking (education)Unit (ring theory)Machine learningPsychologyDevelopmental psychology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Background: Autism spectrum disorder (ASD) is a prevalent neurodevelopmental condition that can be quite difficult to diagnose due to a lack of objective diagnostic methods in the currently used behavioral assessments. Recent work has shown that children with ASD have a higher incidence of motor control differences. A compilation of studies indicates that between 50% and 88% of the children with ASD have issues with movement control based on standardized motor assessments or parent-reported questionnaires. Objective: In this study, we assess a variety of deep learning approaches for the classification of ASD, utilizing data collected via inertial measurement unit (IMU) hand tracking during goal-directed arm movements. Methods: IMU hand tracking data were recorded from 41 school-aged children both with and without an ASD diagnosis to track their arm movements during a reach-to-clean up task. The IMU data were then preprocessed using a moving average and z score normalization to prepare the data for deep learning models. We evaluated the effectiveness of different deep learning models using the preprocessed data and a k-fold validation approach, as well as a patient-separated approach. Results: The best result was achieved with a convolutional autoencoder combined with long short-term memory layers, reaching an accuracy of 90.21% and an F1-score of 90.02%. Once the convolutional autoencoder+long short-term memory was determined to be the most effective model for this datatype, it was retrained and evaluated with a patient-separated dataset to assess the generalization capability of the model, achieving an accuracy of 91.87% and an F1-score of 93.66%. Conclusions: Our deep learning approach demonstrates that our models hold potential for facilitating ASD diagnosis in clinical settings. This work validates that there are significant differences between the physical movements of typically developing children and children with ASD, and these differences can be identified by analyzing hand-eye coordination skills. Additionally, we have validated that small-scale models can still achieve a high accuracy and good generalization when classifying medical data, opening the door for future research into diagnostic models that may not require massive amounts of data.

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: Observationnel · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,012
Score d'incertitude au seuil0,023

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
Bibliométrie0,0010,001
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 Opus0,213
Tête enseignante GPT0,389
Écart entre enseignants0,176 · 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

Citations1
Publié2025
Routes d'admission1
Résumé présentoui

Explorer davantage

Même revueJMIR Medical InformaticsMême sujetAutism Spectrum Disorder ResearchTravaux en français237 207