Videographic-Free Tracking of Hyoid Bone Displacement During Swallowing Using Accelerometer Signals and Transformers
Notice bibliographique
Résumé
Objective: Accurate tracking of anatomical landmarks during swallowing is critical for early diagnosis and treatment of dysphagia. Hyoid bone displacement plays a pivotal role in upper esophageal sphincter opening and airway protection, traditionally assessed via a videofluoroscopic swallow study (VFSS). However, VFSSs are subjective, expose patients to radiation, and are not universally accessible. High-resolution cervical auscultation (HRCA) offers a noninvasive alternative, utilizing acoustic and vibratory signals. Prior studies have validated HRCA’s efficacy in analyzing swallowing kinematics and correlating with hyoid bone displacement, typically employing transform domain characteristics and recurrent neural networks to achieve 50% overlap in predicted displacements Methods: We introduce a transformer-based architecture for tracking hyoid bone displacement directly from raw HRCA signals, leveraging advanced temporal and spatial feature extraction methods using attention mechanism. The proposed pipeline preprocesses HRCA signals, segments individual swallows, and tracks the hyoid bone. Results: Our approach significantly improves upon existing methods, achieving over 70% relative overlap in predicted hyoid bone displacements across validation folds, surpassing state-of-the-art baseline models by a margin of at least 20%. Comprehensive statistical analysis confirms the robustness and accuracy of our predictions, demonstrating strong generalization capabilities on an independent dataset. Conclusion: This novel approach underscores the potential of transformer models in promoting noninvasive dysphagia assessment, offering a precise tracking of hyoid bone without VFSS images, and providing clinicians with insights about its movement trends, potentially aiding in clinical decision-making and bringing us one step closer to automated noninvasive swallowing assessment protocols. Clinical impact: This study highlights the potential of automated hyoid bone tracking using HRCA signals to enhance dysphagia assessment by providing objective, noninvasive measurements that potentially support earlier detection and monitoring of swallowing impairments in both clinical and home healthcare settings, ultimately improving patient management and treatment outcomes.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
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.
score_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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».