論文の概要: SCOPE-PD: Explainable AI on Subjective and Clinical Objective Measurements of Parkinson's Disease for Precision Decision-Making
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.22516v1
- Date: Fri, 30 Jan 2026 03:49:31 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-02-02 18:28:15.201953
- Title: SCOPE-PD: Explainable AI on Subjective and Clinical Objective Measurements of Parkinson's Disease for Precision Decision-Making
- Title(参考訳): SCOPE-PD:精密意思決定のためのパーキンソン病の主観的および臨床的客観的測定に関する説明可能なAI
- Authors: Md Mezbahul Islam, John Michael Templeton, Masrur Sobhan, Christian Poellabauer, Ananda Mohan Mondal,
- Abstract要約: パーキンソン病(英: Parkinson's disease、PD)は、遺伝、臨床、生活習慣に影響を及ぼす慢性神経変性疾患である。
機械学習(ML)はPD診断をサポートする可能性を示しているが、既存のアプローチは主観的報告のみに依存することが多い。
本研究では、主観的および客観的な評価を統合することで、説明可能なAIベースの予測フレームワークであるSCOPE-PDを提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 1.4572472675272603
- License: http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
- Abstract: Parkinson's disease (PD) is a chronic and complex neurodegenerative disorder influenced by genetic, clinical, and lifestyle factors. Predicting this disease early is challenging because it depends on traditional diagnostic methods that face issues of subjectivity, which commonly delay diagnosis. Several objective analyses are currently in practice to help overcome the challenges of subjectivity; however, a proper explanation of these analyses is still lacking. While machine learning (ML) has demonstrated potential in supporting PD diagnosis, existing approaches often rely on subjective reports only and lack interpretability for individualized risk estimation. This study proposes SCOPE-PD, an explainable AI-based prediction framework, by integrating subjective and objective assessments to provide personalized health decisions. Subjective and objective clinical assessment data are collected from the Parkinson's Progression Markers Initiative (PPMI) study to construct a multimodal prediction framework. Several ML techniques are applied to these data, and the best ML model is selected to interpret the results. Model interpretability is examined using SHAP-based analysis. The Random Forest algorithm achieves the highest accuracy of 98.66 percent using combined features from both subjective and objective test data. Tremor, bradykinesia, and facial expression are identified as the top three contributing features from the MDS-UPDRS test in the prediction of PD.
- Abstract(参考訳): パーキンソン病(英: Parkinson's disease、PD)は、遺伝、臨床、生活習慣に影響を及ぼす慢性神経変性疾患である。
この病気を早期に予測することは、主に診断を遅らせる主観性の問題に直面する従来の診断方法に依存するため、難しい。
いくつかの客観的分析は、現在、主観性の課題を克服するために実施されているが、これらの分析の適切な説明はいまだに不足している。
機械学習(ML)はPD診断をサポートする可能性を示しているが、既存のアプローチは主観的報告のみに依存し、個別化リスク推定の解釈可能性に欠けることが多い。
本研究では、主観的および客観的な評価を統合し、パーソナライズされた健康判断を提供することにより、説明可能なAIベースの予測フレームワークであるSCOPE-PDを提案する。
主観的および客観的な臨床評価データは、Parkinson's Progression Markers Initiative (PPMI)研究から収集され、マルチモーダル予測フレームワークを構築する。
これらのデータにいくつかのML手法を適用し、最良のMLモデルを選択して結果を解釈する。
モデル解釈可能性についてSHAP分析を用いて検討した。
ランダムフォレストアルゴリズムは、主観的および客観的なテストデータから組み合わせた特徴を用いて98.6%の精度を達成する。
PDの予測におけるMDS-UPDRSテストの上位3つの特徴として, 振動, ブラジキネシア, 表情が同定された。
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