With growing usage of machine learning algorithms and big data in health applications, digital biomarkers have become an important key feature to ensure the success of those applications. In this paper, we focus on one important use-case, the long-term continuous monitoring of the cognitive ability of older adults. The cognitive ability is a factor both for long-term monitoring of people living alone as well as an outcome in clinical studies. In this work, we propose a new digital biomarker for cognitive abilities based on location eigenbehaviour obtained from contactless ambient sensors. Indoor location information obtained from passive infrared sensors is used to build a location matrix covering several weeks of measurement. Based on the eigenvectors of this matrix, the reconstruction error is calculated for various numbers of used eigenvectors. The reconstruction error is used to predict cognitive ability scores collected at baseline, using linear regression. Additionally, classification of normal versus pathological cognition level is performed using a support-vector-machine. Prediction performance is strong for high levels of cognitive ability, but grows weaker for low levels of cognitive ability. Classification into normal versus pathological cognitive ability level reaches high accuracy with a AUC = 0.94. Due to the unobtrusive method of measurement based on contactless ambient sensors, this digital biomarker of cognitive ability is easily obtainable. The usage of the reconstruction error is a strong digital biomarker for the binary classification and, to a lesser extent, for more detailed prediction of interindividual differences in cognition.


翻译:随着在健康应用中越来越多地使用机器学习算法和大数据,数字生物标志已成为确保这些应用成功的一个重要关键特征。 在本文中,我们侧重于一个重要的使用情况,即对老年人认知能力的长期持续监测。认知能力是长期监测独居者的一个因素,也是临床研究的一个结果。在这项工作中,我们根据从无接触环境传感器获得的无接触环境感应器的位置,提出了一个新的认知能力数字生物标志。从被动红外传感器获得的室内位置信息被用于构建一个覆盖数周测量的定位矩阵。根据这个矩阵的助源数据,对各种已使用过的老年人认知能力进行重建错误的计算。使用线性回归法来预测基线中收集的认知能力分数。此外,正常与病理认知能力水平的分类是使用支持-摄取器进行的。从被动红外感传感器获得的高度认知能力强,但随着认知能力低的低水平而变弱。在正常与病理认知能力4级之间进行重建时,将重建误差。在正常与病理认知能力之间进行更精确的精确的测量能力水平上,这种生物感官学水平是用于生物感官学程度的直判的精确比。 。在生物接触上,一种不精确的数值到直判的数值比比比的比的比的比的比比的比比比比的比的比为高的数值是高的比。 。在生物感学的比的比的比的比的比的比的比的比的比的比为高的比为高。

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