Umělecká inteligence založená na řeči pro detekci demence u dánských pacientů (DetectAI)
Vývoj a validace neinvazivních biomarkerů dánského jazyka a řeči pro klasifikaci neurodegenerativních onemocnění pomocí automatického rozpoznávání řeči s umělou inteligencí (Detecate)
Cílem této observační studie je vyvinout a otestovat model umělé inteligence (AI), který dokáže detekovat příznaky demence a související podmínky z řečových záznamů. Hlavní otázkou je, zda model AI založený na řeči může správně rozeznat lidi s normální pamětí a myšlením od lidí s kognitivním poškozením.
Studie také prozkoumá, zda AI může odlišit demenci od deprese, oddělit různé podtypy demence a identifikovat, kteří lidé s mírným kognitivním poškozením (MCI) se pravděpodobně vyvinou demence.
Účastníci při zaznamenávání dokončí krátké úkoly paměti a řeči. Model AI bude analyzovat tyto záznamy, aby se naučily vzory spojené s různými diagnózami. Na konci studie bude její přesnost testována na nových účastnících.
Přehled studie
Postavení
Podmínky
Intervence / Léčba
- Diagnostický test: Mini-Mental State zkouška
- Diagnostický test: Kognitivní vyšetření Addenbrooke
- Jiný: Speech Task - Picture Description
- Jiný: Speech Task - Picture Recall
- Diagnostický test: MRI
- Diagnostický test: blood sampling
- Diagnostický test: Depression screening
- Jiný: Somatic- and neurological examination
- Jiný: Speech Task - Picture Narrative
Detailní popis
Demence na pozadí je rostoucí výzvou v oblasti veřejného zdraví a včasná a přesná diagnóza je nezbytná pro efektivní péči a potenciální budoucí léčbu modifikující nemoci. Současné diagnostické cesty jsou náročné na zdroje a jsou spojeny s dlouhými čekacími dobami. Řeč odráží kognitivní fungování a nedávné mezinárodní studie ukázaly, že AI může detekovat vzorce související s demencí v záznamech řeči se slibnou přesností. Cílem této studie je vyvinout a ověřit model AI založený na řeči v dánském prostředí a poskytovat neinvazivní a škálovatelný screeningový nástroj pro použití v primární péči.
Fáze Jeden tento protokol popisuje první fázi naší studie, která se očekává, že bude dokončena ve dvou samostatných fázích.
V první fázi se snažíme trénovat model AI, který analyzuje data řeči od účastníků s kognitivním poškozením a porovnáme je s údaji o řeči od účastníků zdravé kontroly, jak je podrobně uvedeno v tomto protokolu. Pokud je metoda ověřena, budeme i nadále fázi druhé fáze.
Budoucí práce ve druhé fázi Očekáváme, že provedeme externí ověření. Analýza modelu AI bude provedena na 200 účastnících v sektoru primární péče postoupených pro hodnocení demence. Výsledky analýzy AI budou porovnány s konečnou konsensuální diagnózou zlaté standardy.
Druhá fáze bude mít samostatný protokol, který bude zpracován na základě výsledků z první fáze.
Vypracování času Perspektiva Ostatní: Hybridní design. Většina účastníků bude zahrnuta do průřezové případové kontrolní studie (záznam jediné řeči). Pro účastníky s MCI budou sledovací údaje shromážděny ve studijním období k posouzení progrese k demenci, což umožňuje vyhodnocení schopnosti modelu odlišit progresivní od neprogresivní MCI.
Typ studie
Zápis (Odhadovaný)
Kontakty a umístění
Studijní kontakt
- Jméno: Sofie J Vængebjerg, MD
- Telefonní číslo: +4530294621
- E-mail: sova@regsj.dk
Studijní záloha kontaktů
- Jméno: Peter Høgh, MD, PhD, Assoc Prof
- Telefonní číslo: +45 22526698
- E-mail: phh@regionsjaelland.dk
Studijní místa
-
-
Region Sjælland
-
Roskilde, Region Sjælland, Dánsko, 4000
- Zealand University Hospital
-
Kontakt:
- Sofie J Vængebjerg, MD, PhD student
- Telefonní číslo: +45 30294621
- E-mail: sova@regsj.dk
-
Kontakt:
- Peter Høgh, MD, PhD, Assoc Prof
- E-mail: phh@regionsjaelland.dk
-
-
Kritéria účasti
Kritéria způsobilosti
Věk způsobilý ke studiu
- Dospělý
- Starší dospělý
Přijímá zdravé dobrovolníky
Metoda odběru vzorků
Studijní populace
Popis
Kritéria pro zařazení:
- Věk> 50 let
- Plynně dánsky
- Minimálně 7 let školní docházky
Pro účastníky z následné kohorty:
- Konsensuální diagnostika buď AD, VAD, LBD, FTD, MCI nebo deprese založená na klinice paměti do 6 měsíců před zápisem
Pro účastníky z kohorty zdravé kontroly:
- Žádné známé kognitivní poškození nebo afektivní porucha
Kritéria pro vyloučení:
- Významně narušené vidění nebo sluch (do té míry, že se účastník nemůže účastnit lingvistické analýzy AI)
- Účastníci neschopní poskytnout souhlas
Účastníci z následných a nových doporučení kohorty:
- MMSE skóre <16
- Účastníci s více diagnózami (např. Smíšená demence nebo AD se souběžnou depresí)
Pro účastníky z nové doporučení kohorty:
- Účastníci spadající mimo šest kategorií zahrnutých do studie (AD, VAD, LBD, FTD, MCI, deprese)
- Účastníci, kde je na začátku studie zřejmé, že nebudou spadat do výše uvedených kategorií (lze být vyloučeni před uvedením klinické konsensuální diagnózy)
Pro účastníky z kohorty zdravé kontroly:
- MMSE <26 a ACE <90
- GDS skóre označující depresi (6 nebo vyšší)
- Klinické, laboratorní nebo neuroradiologické nálezy, které by mohly ovlivnit kognitivní funkce
Studijní plán
Jak je studie koncipována?
Detaily designu
Kohorty a intervence
Skupina / kohorta |
Intervence / Léčba |
|---|---|
|
Cognitively Healthy Control Participants for Model A
We seek to enroll 40 age-matched cognitively healthy control participants for the training of model A.
|
Účastníci budou zaznamenáni během testu, aby AI umožnili učit se a analyzovat řečové vzorce.
Ostatní jména:
Účastníci budou zaznamenáni během testu, aby AI umožnili učit se a analyzovat řečové vzorce.
Ostatní jména:
Participants will be asked to describe the Cookie Theft Picture from the Boston Diagnostic Aphasia Examination.
The task will take 2 minutes.
Participants will be recorded during the speech task in order to allow the AI to learn and analyze the speech patterns.
Participants will be asked to recall the picture shown in the previous speech task "Picture Narrative".
This task will take 2 minutes.
Participants will be recorded during the test in order til allow the AI to learn and analyze speech patterns.
For healthy controls an MRI will be conducted to provide comparable imaging and as part of screening to ensure they do not meet exclusion criteria (neuroradiological findings that could affect cognitive functions). For patient participants, imaging will be performed as part of the standard diagnostic battery and results will be obtained from the electronic journal. Healthy control participants will undergo a standard blood test panel commonly used in dementia diagnostics. The panel includes complete blood counts, inflammatory markers, kidney- and liver function markers, thyroid-stimulating hormone (TSH), vitamine B12 and folate. These tests are performed to exclude underlying medical conditions that could mimic cognitive impairment. For patient participants, blood sampling will be performed as part of the standard diagnostic battery and results will be obtained from the electronic journal. Performed on healthy controls to rule out depression using either the geriatric depression scale (GDS) for patients > 65 year of age or the Major Depression Index (MDI) for patiens <65 year of age. For patient participants, depression screening will be performed as part of the standard diagnostic battery and results will be obtained from the electronic journal. Healthy controls will undergo a standard somatic and neurological examination to exclude conditions that may affect cognition. This includes basic neurological assessment and clinical evaluation of general health status. For patient participants, a somatic and neurological examination will be performed as part of the standard diagnostic battery and results will be obtained from the electronic journal
The participant is asked to tell a brief story based on a culturally neutral picture.
This task will take approximately 2 minutes.
Participants will be recorded during the speech task in order to allow the AI to learn and analyze the speech patterns
|
|
Patient Participants for Model A
We seek to retrospectively enroll patients from the ZUH memory clinic with a diagnosis of either Alzheimer's Disease (AD, n=50) or MCI (n=50), made within 6 months prior to enrollment.
These participants will be used for the training of model A.
|
Účastníci budou zaznamenáni během testu, aby AI umožnili učit se a analyzovat řečové vzorce.
Ostatní jména:
Účastníci budou zaznamenáni během testu, aby AI umožnili učit se a analyzovat řečové vzorce.
Ostatní jména:
Participants will be asked to describe the Cookie Theft Picture from the Boston Diagnostic Aphasia Examination.
The task will take 2 minutes.
Participants will be recorded during the speech task in order to allow the AI to learn and analyze the speech patterns.
Participants will be asked to recall the picture shown in the previous speech task "Picture Narrative".
This task will take 2 minutes.
Participants will be recorded during the test in order til allow the AI to learn and analyze speech patterns.
The participant is asked to tell a brief story based on a culturally neutral picture.
This task will take approximately 2 minutes.
Participants will be recorded during the speech task in order to allow the AI to learn and analyze the speech patterns
|
|
Patient Participants for Model B
We will prospectively recruit newly referred patients for the memory clinic at ZUH. Enrollment happens at first patient visit.
At this time, diagnosis is not yet known, but assumed present.
|
Účastníci budou zaznamenáni během testu, aby AI umožnili učit se a analyzovat řečové vzorce.
Ostatní jména:
Účastníci budou zaznamenáni během testu, aby AI umožnili učit se a analyzovat řečové vzorce.
Ostatní jména:
Participants will be asked to describe the Cookie Theft Picture from the Boston Diagnostic Aphasia Examination.
The task will take 2 minutes.
Participants will be recorded during the speech task in order to allow the AI to learn and analyze the speech patterns.
Participants will be asked to recall the picture shown in the previous speech task "Picture Narrative".
This task will take 2 minutes.
Participants will be recorded during the test in order til allow the AI to learn and analyze speech patterns.
The participant is asked to tell a brief story based on a culturally neutral picture.
This task will take approximately 2 minutes.
Participants will be recorded during the speech task in order to allow the AI to learn and analyze the speech patterns
|
Co je měření studie?
Primární výstupní opatření
Měření výsledku |
Popis opatření |
Časové okno |
|---|---|---|
|
Model A: Primary measure is the AUC-ROC of the model in distinguishing between MCI and AD as well as between MCI and cognitively healthy control participants.
Časové okno: At baseline (speech recording)
|
We will measure the AUR-ROC of AI predictions compared to clinical consensus diagnosis. Metrics will be presented including uncertainty estimates. Model performance will be measured on an independent test-set consisting of patients from the model B training population. |
At baseline (speech recording)
|
Sekundární výstupní opatření
Měření výsledku |
Popis opatření |
Časové okno |
|---|---|---|
|
Přesnost demence vs. deprese
Časové okno: Na začátku (nahrávání řeči)
|
Měřeno citlivostí, specifičností, aur-roc předpovědí AI ve srovnání s diagnózou klinické konsensu pomocí záznamů o základní řeči od účastníků.
Výkon modelu bude měřen po uzamčení databáze při dokončení studie.
|
Na začátku (nahrávání řeči)
|
|
Subdrasifikace mírného kognitivního poškození (MCI) na progresivní vs. neprogresivní
Časové okno: Na začátku (nahrávání řeči) a až 12 měsíců po zápisu (pro určení progrese)
|
Měřeno citlivostí, specifičností, aur-roc předpovědí AI ve srovnání s diagnózou klinické konsensu pomocí záznamů o základní řeči od účastníků. Výkon modelu bude měřen po uzamčení databáze při dokončení studie. Progrese je definována jako nová diagnóza demence během studijního období. |
Na začátku (nahrávání řeči) a až 12 měsíců po zápisu (pro určení progrese)
|
|
Klasifikace podtypů demence (AD, VAD, LBD, FTD)
Časové okno: Na začátku (nahrávání řeči)
|
Měřeno citlivostí, specifičností, aur-roc předpovědí AI ve srovnání s diagnózou klinické konsensu pomocí záznamů o základní řeči od účastníků.
Výkon modelu bude měřen po uzamčení databáze při dokončení studie.
|
Na začátku (nahrávání řeči)
|
|
Srovnání se zavedenými biomarkery
Časové okno: Na začátku nebo v době testování biomarkerů, pokud je provedeno po základní linii
|
Rozdíly v diagnostické přesnosti mezi předpovědi AI a nejmodernějšími biomarkery pro diagnostiku demence
|
Na začátku nebo v době testování biomarkerů, pokud je provedeno po základní linii
|
|
Analýza rysu důležitosti
Časové okno: Na začátku (nahrávání řeči)
|
Důležitost funkce bude vyhodnocena pomocí analýz interpretovatelnosti (např.
Důležitost permutace, hodnoty tvaru a/nebo ablace skupin funkcí) k kvantifikaci příspěvku akustických a jazykových rysů k předpovědi modelu.
|
Na začátku (nahrávání řeči)
|
Další výstupní opatření
Měření výsledku |
Popis opatření |
Časové okno |
|---|---|---|
|
Počet úkolů potřebných pro optimální přesnost
Časové okno: Na začátku (nahrávání řeči)
|
Vyhodnocení toho, zda snížená sada úloh řeči poskytuje přesnost srovnatelnou s plnou zkušební baterií.
|
Na začátku (nahrávání řeči)
|
|
Příspěvek jednotlivých úloh řeči k výkonu modelu AI
Časové okno: Na začátku (nahrávání řeči)
|
Příspěvek jednotlivých úkolů řeči bude vyhodnocen porovnáním výkonu modelu (např.
Přesnost, citlivost, specifičnost, AUC-ROC) Při trénování a testování na podmnožinách řečových úkolů (testy paměti, vyvolání příběhu, popis obrázku).
Tím se zjistí, které úkoly poskytují nejsilnější diagnostický signál.
|
Na začátku (nahrávání řeči)
|
Spolupracovníci a vyšetřovatelé
Sponzor
Spolupracovníci
Vyšetřovatelé
- Vrchní vyšetřovatel: Peter Høgh, MD, PhD, Assoc Prof, Zealand University Hospital
Publikace a užitečné odkazy
Obecné publikace
- Nicholas LE, Brookshire RH. A system for quantifying the informativeness and efficiency of the connected speech of adults with aphasia. J Speech Hear Res. 1993 Apr;36(2):338-50. doi: 10.1044/jshr.3602.338.
- Buderer NM. Statistical methodology: I. Incorporating the prevalence of disease into the sample size calculation for sensitivity and specificity. Acad Emerg Med. 1996 Sep;3(9):895-900. doi: 10.1111/j.1553-2712.1996.tb03538.x.
- Dargaud L, Partal A, Birn A, & Detlefsen S. N. (2023). Developing a Spontaneous Speech-based Artificial Intelligence for Alzheimer's Disease Detection. Transatlantic Telehealth Research Network (TTRN) International Scientific Conference 2023, Journal of the International Society for Telemedicine and eHealth.
- Lanzi AM, Saylor AK, Fromm D, Liu H, MacWhinney B, Cohen ML. DementiaBank: Theoretical Rationale, Protocol, and Illustrative Analyses. Am J Speech Lang Pathol. 2023 Mar 9;32(2):426-438. doi: 10.1044/2022_AJSLP-22-00281. Epub 2023 Feb 15.
- Li J, Song K, Zheng B, Li D, Wu X, Meng H. Leveraging Pretrained Representations with Task-related Keywords for Alzheimer's Disease Detection. arXiv preprint. 2023.
- Luz S, Haider F, de la Fuente Garcia S, Fromm D, MacWhinney B. Detecting cognitive decline using speech only: The ADReSSo challenge. arXiv preprint 2021.
- Luz S, Haider F, Fromm D, Lazarou I, Kompatsiaris I, Macwhinney B. An Overview of the ADReSS-M Signal Processing Grand Challenge on Multilingual Alzheimer's Dementia Recognition Through Spontaneous Speech. IEEE Open J Signal Process. 2024;5:738-749. doi: 10.1109/ojsp.2024.3378595. Epub 2024 Mar 18.
- Bex T. Comprehensive Guide to Multiclass Classification With Sklearn. Towards Data Science. 2021.
- Chen J, Ye J, Tang F, Zhou J. Automatic Detection of Alzheimer's Disease Using Spontaneous Speech Only. Interspeech. 2021 Aug-Sep;2021:3830-3834. doi: 10.21437/interspeech.2021-2002.
- Agbavor F, Liang H. Predicting dementia from spontaneous speech using large language models. PLOS Digit Health. 2022 Dec 22;1(12):e0000168. doi: 10.1371/journal.pdig.0000168. eCollection 2022 Dec.
- de la Fuente Garcia S, Ritchie CW, Luz S. Artificial Intelligence, Speech, and Language Processing Approaches to Monitoring Alzheimer's Disease: A Systematic Review. J Alzheimers Dis. 2020;78(4):1547-1574. doi: 10.3233/JAD-200888.
Termíny studijních záznamů
Hlavní termíny studia
Začátek studia (Odhadovaný)
Primární dokončení (Odhadovaný)
Dokončení studie (Odhadovaný)
Termíny zápisu do studia
První předloženo
První předloženo, které splnilo kritéria kontroly kvality
První zveřejněno (Aktuální)
Aktualizace studijních záznamů
Poslední zveřejněná aktualizace (Aktuální)
Odeslaná poslední aktualizace, která splnila kritéria kontroly kvality
Naposledy ověřeno
Více informací
Termíny související s touto studií
Klíčová slova
- strojové učení
- demence
- Kognitivní porucha
- stres
- umělá inteligence
- hluboké učení
- Mírná kognitivní porucha (MCI)
- Frontotemporální demence (FTD)
- Lewy Body Demence (LBD)
- Umělá inteligence založená na řeči
- Umělá inteligence v diagnostice demence
- Umělá inteligence pro screening demence
- Umělá inteligence pro klasifikaci demence
- Umělá inteligence založená na řeči
- Cévní demence (VAD)
- Alzheimer demence (AD)
- Deprese - velká depresivní porucha
- Demence (diagnostika)
Další relevantní podmínky MeSH
- Synukleinopatie
- Cerebrovaskulární poruchy
- Onemocnění mozku
- Onemocnění centrálního nervového systému
- Nemoci nervového systému
- Cévní onemocnění
- Kardiovaskulární choroby
- Duševní poruchy
- Patologické procesy
- Metabolické choroby
- Neurokognitivní poruchy
- Poruchy kognice
- Tauopatie
- Neurodegenerativní onemocnění
- Poruchy pohybu
- Parkinsonské poruchy
- Bazální gangliové choroby
- Proteinopatie TDP-43
- Nedostatky proteostázy
- Arterioskleróza
- Arteriální okluzivní onemocnění
- Leukoencefalopatie
- Intrakraniální arterioskleróza
- Intrakraniální arteriální onemocnění
- Frontotemporální lobární degenerace
- Patologické stavy, příznaky a symptomy
- Nutriční a metabolické nemoci
- Kognitivní dysfunkce
- Alzheimerova nemoc
- Choroba
- Demence
- Frontotemporální demence
- Demence, Cévní
- Nemoc Lewyho tělíska
- Vyšetřovací techniky
- Manipulace se vzorkem
- Klinické laboratorní techniky
- Diagnostické techniky a postupy
- Diagnóza
- Vpichy
- Chirurgické postupy, operativní
- Genetické jevy
- Ploidie
- Sběr vzorků krve
- Diploidy
Další identifikační čísla studie
- SJ-1107
Plán pro data jednotlivých účastníků (IPD)
Plánujete sdílet data jednotlivých účastníků (IPD)?
Informace o lécích a zařízeních, studijní dokumenty
Studuje lékový produkt regulovaný americkým FDA
Studuje produkt zařízení regulovaný americkým úřadem FDA
Tyto informace byly beze změn načteny přímo z webu clinicaltrials.gov. Máte-li jakékoli požadavky na změnu, odstranění nebo aktualizaci podrobností studie, kontaktujte prosím register@clinicaltrials.gov. Jakmile bude změna implementována na clinicaltrials.gov, bude automaticky aktualizována i na našem webu .
Klinické studie na Stres
-
VA Office of Research and DevelopmentVA St. Louis Health Care SystemUkončenoVeteráni podle St. Louis VAMC Stress TesSpojené státy
Klinické studie na Mini-Mental State zkouška
-
Azienda Ospedaliera Universitaria Integrata VeronaNeznámýKognitivní porucha | Fibromyalgie | Bolest, chronická | Fibromyalgický syndrom | Znehodnocení
-
Centro Hospitalar do PortoNeznámýPooperační komplikace | Neurokognitivní poruchy | Pooperační obdobíPortugalsko
-
Centre Francois BaclesseDokončeno
-
Centre Hospitalier Universitaire de la RéunionDokončenoNeurokognitivní deficitShledání
-
Ankara Etlik City HospitalDokončenoPooperační kognitivní dysfunkceTurecko (Türkiye)
-
Loma Linda UniversityDokončeno1. Pooperační kognitivní dysfunkceSpojené státy
-
Murielle SurquinDokončeno
-
BrainCheck, Inc.NeznámýKognitivní porucha | Demence | Mírná kognitivní porucha | Kognitivní úpadek | Mírné traumatické poranění mozku | Otřes mozku | Kognitivní změny | Akutní změny kognice | Akutní poranění hlavy
-
Muş Alparlan UniversityHacettepe UniversityNáborDuchennova svalová dystrofieKrocan
-
Cardiocentro TicinoDokončenoPooperační deliriumŠvýcarsko