論文の概要: A digital eye-fixation biomarker using a deep anomaly scheme to classify Parkisonian patterns
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.17762v1
- Date: Tue, 25 Feb 2025 01:34:08 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-02-26 15:20:50.185358
- Title: A digital eye-fixation biomarker using a deep anomaly scheme to classify Parkisonian patterns
- Title(参考訳): ディープ・アノマリー・スキームを用いたデジタルアイ固定バイオマーカーによるパーミニアンパターンの分類
- Authors: Juan Niño, Luis Guayacán, Santiago Gómez, Fabio Martínez,
- Abstract要約: Oculomotor alterationsは、パーキンソン病(PD)の検出と特徴付けのための有望なバイオマーカーである
近年の機械学習とビデオ解析の進歩は、眼球運動パターンの新たな特徴付けを促している。
本研究は、パーキンソン眼球固定パターンを異常検出フレームワークで定量化する新しいビデオ解析手法を提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.6249768559720122
- License:
- Abstract: Oculomotor alterations constitute a promising biomarker to detect and characterize Parkinson's disease (PD), even in prodromal stages. Currently, only global and simplified eye movement trajectories are employed to approximate the complex and hidden kinematic relationships of the oculomotor function. Recent advances on machine learning and video analysis have encouraged novel characterizations of eye movement patterns to quantify PD. These schemes enable the identification of spatiotemporal segments primarily associated with PD. However, they rely on discriminative models that require large training datasets and depend on balanced class distributions. This work introduces a novel video analysis scheme to quantify Parkinsonian eye fixation patterns with an anomaly detection framework. Contrary to classical deep discriminative schemes that learn differences among labeled classes, the proposed approach is focused on one-class learning, avoiding the necessity of a significant amount of data. The proposed approach focuses only on Parkinson's representation, considering any other class sample as an anomaly of the distribution. This approach was evaluated for an ocular fixation task, in a total of 13 control subjects and 13 patients on different stages of the disease. The proposed digital biomarker achieved an average sensitivity and specificity of 0.97 and 0.63, respectively, yielding an AUC-ROC of 0.95. A statistical test shows significant differences (p < 0.05) among predicted classes, evidencing a discrimination between patients and control subjects.
- Abstract(参考訳): 眼球運動の変化は、前頭葉段階においてもパーキンソン病(PD)を検出・特徴づける有望なバイオマーカーである。
現在、眼球運動は、眼球運動関数の複雑で隠れた運動的関係を近似するために、大域的および単純化された眼球運動軌道のみを用いている。
近年の機械学習とビデオ解析の進歩は、PDを定量化するための眼球運動パターンの新たな特徴付けを促している。
これらのスキームは、主にPDに関連付けられた時空間セグメントの同定を可能にする。
しかし、それらは大規模なトレーニングデータセットを必要とし、バランスの取れたクラス分布に依存する差別モデルに依存している。
本研究は、パーキンソン眼球固定パターンを異常検出フレームワークで定量化する新しいビデオ解析手法を提案する。
ラベル付きクラス間の差異を学習する古典的な深層識別方式とは対照的に,提案手法は大量のデータを必要としない一級学習に重点を置いている。
提案手法は、分布の異常として他のクラス標本を考慮し、パーキンソンの表現にのみ焦点をあてる。
本手法は, 眼球固定作業において, コントロール対象13名, 病期別13名について検討した。
提案したデジタルバイオマーカーは、それぞれ0.97と0.63の平均感度と特異性を達成し、AUC-ROCは0.95である。
統計検査では、予測されたクラス間で有意な差(p < 0.05)を示し、患者と対照被験者の識別を導いた。
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