Beszédalapú mesterséges intelligencia a demencia kimutatására dán betegekben (DetectAI)
A nem invazív dán nyelv és a beszéd biomarkerek fejlesztése és validálása a neurodegeneratív betegség osztályozásához automatikus beszédfelismerés segítségével mesterséges intelligencia (DETECTAI) segítségével
Ennek a megfigyelési tanulmánynak a célja egy olyan mesterséges intelligencia (AI) modell kidolgozása és tesztelése, amely felismeri a demencia jeleit és a kapcsolódó feltételeket a beszédfelvételekből. A fő kérdés az, hogy egy beszédalapú AI-modell képes-e helyesen megkülönböztetni a normál memóriával és a kognitív károsodásban szenvedők gondolkodását.
A tanulmány azt is megvizsgálja, hogy az AI képes -e megkülönböztetni a demenciát a depressziótól, különálló demencia altípusokat, és azonosítja -e, hogy melyek az enyhe kognitív károsodásban szenvedő emberek (MCI) valószínűleg kialakulnak a demencia.
A résztvevők rögzítés közben elvégzik a rövid memória- és beszédfeladatokat. Az AI modell elemzi ezeket a felvételeket, hogy megtanulja a különböző diagnózisokhoz kapcsolódó mintákat. A tanulmány végén annak pontosságát új résztvevőknél kell megvizsgálni.
A tanulmány áttekintése
Állapot
Körülmények
Beavatkozás / kezelés
- Diagnosztikai vizsgálat: Mini-mentális állami vizsgálat
- Diagnosztikai vizsgálat: Addenbrooke kognitív vizsgálata
- Egyéb: Speech Task - Picture Description
- Egyéb: Speech Task - Picture Recall
- Diagnosztikai vizsgálat: MRI
- Diagnosztikai vizsgálat: blood sampling
- Diagnosztikai vizsgálat: Depression screening
- Egyéb: Somatic- and neurological examination
- Egyéb: Speech Task - Picture Narrative
Részletes leírás
A háttér-demencia egyre növekvő közegészségügyi kihívás, és a korai és pontos diagnózis elengedhetetlen a hatékony gondozáshoz és a potenciális jövőbeni betegség módosító kezelésekhez. A jelenlegi diagnosztikai útvonalak erőforrás-igényesek és hosszú várakozási időkhöz kapcsolódnak. A beszéd tükrözi a kognitív működést, és a legújabb nemzetközi tanulmányok kimutatták, hogy az AI ígéretes pontossággal képes kimutatni a demenciával kapcsolatos mintákat a beszédfelvételekben. Ennek a tanulmánynak a célja egy beszéd alapú AI modell kidolgozása és validálása dán környezetben, nem invazív és méretezhető szűrőeszközt biztosítva az alapellátásban való felhasználáshoz.
Az első fázisok Ez a protokoll leírja tanulmányunk első szakaszát, amelyet várhatóan két különálló szakaszban fejeznek be.
Az első szakaszban arra törekszünk, hogy egy AI modellt kiképezzünk a résztvevők kognitív károsodással történő beszédadatainak elemzésére, és összehasonlítani azt az egészséges kontroll résztvevők beszédadataival, amint azt a protokollon keresztül részletezzük. If the method is validated, we will continue to phase two.
A második szakaszban lévő jövőbeli munka várhatóan külső érvényesítést végez. Az AI modell elemzését az alapellátási ágazat 200 résztvevőjén végezzük, a demencia értékelésre hivatkozva. Az AI elemzés eredményeit összehasonlítják a végső arany standard konszenzusos diagnózissal.
A második fázisnak külön protokollja lesz, amelyet az első fázis eredményei alapján dolgoznak fel.
Az idő perspektíva kidolgozása Egyéb: hibrid dizájn. A legtöbb résztvevőt beépítik egy keresztmetszeti esettanulmány-tanulmányba (egyetlen beszédfelvétel). Az MCI-vel rendelkező résztvevők esetében a nyomon követési adatokat a vizsgálati időszakon belül gyűjtik a demenciába való előrehaladás felmérése érdekében, lehetővé téve a modell képességének értékelését a progresszív megkülönböztetésére a nem progresszív MCI-től.
Tanulmány típusa
Beiratkozás (Becsült)
Kapcsolatok és helyek
Tanulmányi kapcsolat
- Név: Sofie J Vængebjerg, MD
- Telefonszám: +4530294621
- E-mail: sova@regsj.dk
Tanulmányozza a kapcsolattartók biztonsági mentését
- Név: Peter Høgh, MD, PhD, Assoc Prof
- Telefonszám: +45 22526698
- E-mail: phh@regionsjaelland.dk
Tanulmányi helyek
-
-
Region Sjælland
-
Roskilde, Region Sjælland, Dánia, 4000
- Zealand University Hospital
-
Kapcsolatba lépni:
- Sofie J Vængebjerg, MD, PhD student
- Telefonszám: +45 30294621
- E-mail: sova@regsj.dk
-
Kapcsolatba lépni:
- Peter Høgh, MD, PhD, Assoc Prof
- E-mail: phh@regionsjaelland.dk
-
-
Részvételi kritériumok
Jogosultsági kritériumok
Tanulmányozható életkorok
- Felnőtt
- Idősebb felnőtt
Egészséges önkénteseket fogad
Mintavételi módszer
Tanulmányi populáció
Leírás
Befogadási kritériumok:
- Életkor> 50 év
- Folyékonyan dánul
- Legalább 7 éves iskolai végzettség
A követő kohort résztvevőinek:
- Az AD, a VAD, az LBD, az FTD,
Az egészséges kontroll kohort résztvevőinek:
- Nincs ismert kognitív károsodás vagy érzelmi rendellenesség
Kizárási kritériumok:
- Jelentősen károsodott látás vagy hallás (amennyiben a résztvevő nem vesz részt a nyelvi AI elemzésben)
- A résztvevők nem tudnak hozzájárulást adni
Résztvevők a nyomon követési és az új áttételi kohortból:
- MMSE pontszám <16
- A többszörös diagnózissal rendelkező résztvevők (pl. vegyes demencia vagy hirdetés egyidejű depresszióval)
Az új áttételi kohort résztvevőinek:
- A tanulmányban szereplő hat kategórián kívül eső résztvevők (AD, VAD, LBD, FTD, MCI, Depresszió)
- Résztvevők, ahol a kiindulási állapotban nyilvánvaló, hogy nem tartoznak a fenti kategóriákba (kizárhatók a klinikai konszenzus diagnózisának megadása előtt)
Az egészséges kontroll kohort résztvevőinek:
- MMSE <26 és ász <90
- GDS pontszám a depressziót jelzi (6 vagy annál magasabb)
- Klinikai, laboratóriumi vagy neuroradiológiai eredmények, amelyek befolyásolhatják a kognitív funkciókat
Tanulási terv
Hogyan készül a tanulmány?
Tervezési részletek
Kohorszok és beavatkozások
Csoport / Kohorsz |
Beavatkozás / kezelés |
|---|---|
|
Cognitively Healthy Control Participants for Model A
We seek to enroll 40 age-matched cognitively healthy control participants for the training of model A.
|
A résztvevőket a teszt során rögzítik annak érdekében, hogy az AI lehetővé tegye a beszédminták megtanulását és elemzését.
Más nevek:
A résztvevőket a teszt során rögzítik annak érdekében, hogy az AI lehetővé tegye a beszédminták megtanulását és elemzését.
Más nevek:
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.
|
A résztvevőket a teszt során rögzítik annak érdekében, hogy az AI lehetővé tegye a beszédminták megtanulását és elemzését.
Más nevek:
A résztvevőket a teszt során rögzítik annak érdekében, hogy az AI lehetővé tegye a beszédminták megtanulását és elemzését.
Más nevek:
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.
|
A résztvevőket a teszt során rögzítik annak érdekében, hogy az AI lehetővé tegye a beszédminták megtanulását és elemzését.
Más nevek:
A résztvevőket a teszt során rögzítik annak érdekében, hogy az AI lehetővé tegye a beszédminták megtanulását és elemzését.
Más nevek:
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
|
Mit mér a tanulmány?
Elsődleges eredményintézkedések
Eredménymérő |
Intézkedés leírása |
Időkeret |
|---|---|---|
|
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.
Időkeret: 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)
|
Másodlagos eredményintézkedések
Eredménymérő |
Intézkedés leírása |
Időkeret |
|---|---|---|
|
A demencia és a depresszió pontossága
Időkeret: A kiindulási állapotban (beszédfelvétel)
|
Az érzékenység, a specifitás, az AI-ROC AI-előrejelzések szerint mérve a klinikai konszenzus diagnózishoz képest, a résztvevők alapvető beszédfelvételeinek felhasználásával.
A modell teljesítményét az adatbázis -zárolás után mérjük a tanulmány befejezése után.
|
A kiindulási állapotban (beszédfelvétel)
|
|
Az enyhe kognitív károsodás (MCI) részlegesítése progresszív és nem progresszív
Időkeret: A kiindulási állapotban (beszédfelvétel) és legfeljebb 12 hónappal a beiratkozás után (a progresszió meghatározásához)
|
Az érzékenység, a specifitás, az AI-ROC AI-előrejelzések szerint mérve a klinikai konszenzus diagnózishoz képest, a résztvevők alapvető beszédfelvételeinek felhasználásával. A modell teljesítményét az adatbázis -zárolás után mérjük a tanulmány befejezése után. A progressziót új demencia -diagnózisként definiálják a vizsgálati időszak alatt. |
A kiindulási állapotban (beszédfelvétel) és legfeljebb 12 hónappal a beiratkozás után (a progresszió meghatározásához)
|
|
A demencia altípusok osztályozása (AD, VAD, LBD, FTD)
Időkeret: A kiindulási állapotban (beszédfelvétel)
|
Az érzékenység, a specifitás, az AI-ROC AI-előrejelzések szerint mérve a klinikai konszenzus diagnózishoz képest, a résztvevők alapvető beszédfelvételeinek felhasználásával.
A modell teljesítményét az adatbázis -zárolás után mérjük a tanulmány befejezése után.
|
A kiindulási állapotban (beszédfelvétel)
|
|
Összehasonlítás a bevált biomarkerekkel
Időkeret: A kiindulási állapotban, vagy a biomarker -tesztelés idején, ha a kiindulási állapot után hajtják végre
|
A diagnosztikai pontosság különbségei az AI-előrejelzések és a legkorszerűbb biomarkerek között a demencia diagnózisához
|
A kiindulási állapotban, vagy a biomarker -tesztelés idején, ha a kiindulási állapot után hajtják végre
|
|
Jellemzői fontossági elemzés
Időkeret: A kiindulási állapotban (beszédfelvétel)
|
A szolgáltatás fontosságát értelmezhetőség elemzések felhasználásával kell kiértékelni (pl.
permutáció fontossága, alakértékei és/vagy a jellemzőcsoportok ablációja) az akusztikus és nyelvi tulajdonságok hozzájárulásának számszerűsítésére a modell előrejelzéseihez.
|
A kiindulási állapotban (beszédfelvétel)
|
Egyéb eredményintézkedések
Eredménymérő |
Intézkedés leírása |
Időkeret |
|---|---|---|
|
Az optimális pontossághoz szükséges feladatok száma
Időkeret: A kiindulási állapotban (beszédfelvétel)
|
Annak értékelése, hogy a csökkentett beszédfeladatok halmaza pontosságot biztosít -e a teljes teszt akkumulátorhoz.
|
A kiindulási állapotban (beszédfelvétel)
|
|
Az egyéni beszédfeladatok hozzájárulása az AI modell teljesítményéhez
Időkeret: A kiindulási állapotban (beszédfelvétel)
|
Az egyéni beszédfeladatok hozzájárulását a modell teljesítményének összehasonlításával értékelik (pl.
Pontosság, érzékenység, specifitás, AUC-ROC) Képzés és teszteléskor a beszédfeladatok részhalmazain (memória tesztek, történet visszahívása, képleírás).
Ez azonosítja, hogy mely feladatok nyújtják a legerősebb diagnosztikai jelet.
|
A kiindulási állapotban (beszédfelvétel)
|
Együttműködők és nyomozók
Szponzor
Együttműködők
Nyomozók
- Kutatásvezető: Peter Høgh, MD, PhD, Assoc Prof, Zealand University Hospital
Publikációk és hasznos linkek
Általános kiadványok
- 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.
Tanulmányi rekorddátumok
Tanulmány főbb dátumok
Tanulmány kezdete (Becsült)
Elsődleges befejezés (Becsült)
A tanulmány befejezése (Becsült)
Tanulmányi regisztráció dátumai
Először benyújtva
Először nyújtották be, amely megfelel a minőségbiztosítási kritériumoknak
Első közzététel (Tényleges)
Tanulmányi rekordok frissítései
Utolsó frissítés közzétéve (Tényleges)
Az utolsó frissítés elküldve, amely megfelel a minőségbiztosítási kritériumoknak
Utolsó ellenőrzés
Több információ
A tanulmányhoz kapcsolódó kifejezések
Kulcsszavak
- gépi tanulás
- elmebaj
- Kognitív zavar
- feszültség
- mesterséges intelligencia
- mély tanulás
- Enyhe kognitív károsodás (MCI)
- Frontotemporális demencia (FTD)
- Lewy Body Dementia (LBD)
- beszéd-alapú mesterséges intelligencia
- Mesterséges intelligencia a demencia diagnosztikájában
- Mesterséges intelligencia a demencia szűrésére
- Mesterséges intelligencia a demencia osztályozáshoz
- beszéd alapú mesterséges intelligencia
- Vaszkuláris demencia (VAD)
- Alzheimer -demencia (hirdetés)
- Depresszió - súlyos depressziós rendellenesség
- Demencia (diagnózis)
További vonatkozó MeSH feltételek
- Synucleinopathiák
- Cerebrovaszkuláris rendellenességek
- Agyi betegségek
- Központi idegrendszeri betegségek
- Idegrendszeri betegségek
- Érrendszeri betegségek
- Szív-és érrendszeri betegségek
- Mentális zavarok
- Patológiás folyamatok
- Anyagcsere-betegségek
- Neurokognitív zavarok
- Kogníciós zavarok
- Tauopathies
- Neurodegeneratív betegségek
- Mozgási zavarok
- Parkinson-kór
- Basalis ganglion betegségek
- TDP-43 proteinpátiák
- A proteosztázis hiányosságai
- Érelmeszesedés
- Artériás elzáródásos betegségek
- Leukoencephalopathiák
- Intrakraniális arterioszklerózis
- Intrakraniális artériás betegségek
- Frontotemporális lebeny degeneráció
- Kóros állapotok, jelek és tünetek
- Táplálkozási és anyagcsere-betegségek
- Kognitív diszfunkció
- Alzheimer-kór
- Betegség
- Elmebaj
- Frontotemporális demencia
- Demencia, érrendszeri
- Lewy testbetegség
- Nyomozási technikák
- Minta kezelése
- Klinikai laboratóriumi technikák
- Diagnosztikai technikák és eljárások
- Diagnózis
- Lyukasztás
- Műtéti eljárások, operatív
- Genetikai jelenség
- Ploidies
- Vérminta gyűjteménye
- Diploidia
Egyéb vizsgálati azonosító számok
- SJ-1107
Terv az egyéni résztvevői adatokhoz (IPD)
Tervezi megosztani az egyéni résztvevői adatokat (IPD)?
Gyógyszer- és eszközinformációk, tanulmányi dokumentumok
Egy amerikai FDA által szabályozott gyógyszerkészítményt tanulmányoz
Egy amerikai FDA által szabályozott eszközterméket tanulmányoz
Ezt az információt közvetlenül a clinicaltrials.gov webhelyről szereztük be, változtatás nélkül. Ha bármilyen kérése van vizsgálati adatainak módosítására, eltávolítására vagy frissítésére, kérjük, írjon a következő címre: register@clinicaltrials.gov. Amint a változás bevezetésre kerül a clinicaltrials.gov oldalon, ez a webhelyünkön is automatikusan frissül. .