Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > cs > arXiv:2501.02014

帮助 | 高级搜索

计算机科学 > 机器学习

arXiv:2501.02014 (cs)
[提交于 2025年1月2日 ]

标题: 基于机器学习的帕金森病运动学特征提取与选择的差异诊断

标题: Machine Learning-Based Differential Diagnosis of Parkinson's Disease Using Kinematic Feature Extraction and Selection

Authors:Masahiro Matsumoto, Abu Saleh Musa Miah, Nobuyoshi Asai, Jungpil Shin
摘要: 帕金森病(PD)是第二常见的神经退行性疾病,其特征是多巴胺能神经元的丧失和异常α-突触核蛋白的积累。 PD表现出运动和非运动症状,这些症状会逐渐损害日常功能。 这些症状的严重程度通常使用MDS-UPDRS评分量表进行评估,该量表具有主观性,并依赖于医生的经验。 此外,PD与其他神经退行性疾病(如进行性核上性麻痹(PSP)和多系统萎缩(MSA))有相似的症状,这使得准确诊断变得复杂。 为了解决这些诊断挑战,我们提出了一种基于机器学习的系统,用于PD、PSP、MSA和健康对照组(HC)的鉴别诊断。 该系统采用基于运动学特征的分层特征提取和选择方法。 最初提取了18个运动学特征,包括两个新提出的特征:拇指到食指矢量速度和加速度,它们提供了关于运动控制模式的见解。 此外,从每个运动学特征中提取了41个统计特征,包括一些新的方法,如平均绝对变化、节奏、振幅、频率、频率标准差和斜率。 使用单因素方差分析(One-way ANOVA)对特征进行排序,然后使用顺序前向浮点选择(SFFS)来识别最相关的特征,旨在减少计算复杂度。 最终的特征集用于分类,对于每个数据集的分类准确率为66.67%,对于每个患者的分类准确率为88.89%,特别是在MSA和HC组中使用支持向量机(SVM)算法表现尤为出色。 该系统在临床实践中显示出作为快速准确诊断工具的潜力,尽管需要进一步的数据收集和优化以提高其可靠性。
摘要: Parkinson's disease (PD), the second most common neurodegenerative disorder, is characterized by dopaminergic neuron loss and the accumulation of abnormal synuclein. PD presents both motor and non-motor symptoms that progressively impair daily functioning. The severity of these symptoms is typically assessed using the MDS-UPDRS rating scale, which is subjective and dependent on the physician's experience. Additionally, PD shares symptoms with other neurodegenerative diseases, such as progressive supranuclear palsy (PSP) and multiple system atrophy (MSA), complicating accurate diagnosis. To address these diagnostic challenges, we propose a machine learning-based system for differential diagnosis of PD, PSP, MSA, and healthy controls (HC). This system utilizes a kinematic feature-based hierarchical feature extraction and selection approach. Initially, 18 kinematic features are extracted, including two newly proposed features: Thumb-to-index vector velocity and acceleration, which provide insights into motor control patterns. In addition, 41 statistical features were extracted here from each kinematic feature, including some new approaches such as Average Absolute Change, Rhythm, Amplitude, Frequency, Standard Deviation of Frequency, and Slope. Feature selection is performed using One-way ANOVA to rank features, followed by Sequential Forward Floating Selection (SFFS) to identify the most relevant ones, aiming to reduce the computational complexity. The final feature set is used for classification, achieving a classification accuracy of 66.67% for each dataset and 88.89% for each patient, with particularly high performance for the MSA and HC groups using the SVM algorithm. This system shows potential as a rapid and accurate diagnostic tool in clinical practice, though further data collection and refinement are needed to enhance its reliability.
主题: 机器学习 (cs.LG) ; 人工智能 (cs.AI)
引用方式: arXiv:2501.02014 [cs.LG]
  (或者 arXiv:2501.02014v1 [cs.LG] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2501.02014
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI
期刊参考: IEEE Access, vol. 13, pp. 54090-54104, 2025
相关 DOI: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2025.3553528
链接到相关资源的 DOI

提交历史

来自: Abu Saleh Musa Miah Dr. [查看电子邮件]
[v1] 星期四, 2025 年 1 月 2 日 14:43:39 UTC (4,543 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • TeX 源代码
  • 其他格式
许可图标 查看许可
当前浏览上下文:
cs.AI
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2025-01
切换浏览方式为:
cs
cs.LG

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号