Motor dysfunction is a common sign of neurodegenerative diseases (NDs) such as Parkinson's disease (PD) and Alzheimer's disease (AD), but may be difficult to detect, especially in the early stages. In this work, we examine the behavior of a wide array of interpretable features extracted from the handwriting signals of 113 subjects performing multiple tasks on a digital tablet, as part of the Neurological Signals dataset. The aim is to measure their effectiveness in characterizing NDs, including AD and PD. To this end, task-agnostic and task-specific features are extracted from 14 distinct tasks. Subsequently, through statistical analysis and a series of classification experiments, we investigate which features provide greater discriminative power between NDs and healthy controls and amongst different NDs. Preliminary results indicate that the tasks at hand can all be effectively leveraged to distinguish between the considered set of NDs, specifically by measuring the stability, the speed of writing, the time spent not writing, and the pressure variations between groups from our handcrafted interpretable features, which shows a statistically significant difference between groups, across multiple tasks. Using various binary classification algorithms on the computed features, we obtain up to 87% accuracy for the discrimination between AD and healthy controls (CTL), and up to 69% for the discrimination between PD and CTL.


翻译:运动功能障碍是帕金森病(PD)和阿尔茨海默病(AD)等神经退行性疾病(NDs)的常见体征,但可能难以检测,尤其是在早期阶段。在本研究中,我们基于神经信号数据集,对113名受试者在数字平板电脑上执行多项任务时产生的笔迹信号中提取的广泛可解释特征的行为进行了检验。目的是评估这些特征在表征包括AD和PD在内的NDs方面的有效性。为此,我们从14项不同任务中提取了任务无关特征和任务特定特征。随后,通过统计分析和一系列分类实验,我们研究了哪些特征在区分NDs与健康对照(CTL)以及区分不同NDs方面具有更强的判别能力。初步结果表明,所有手头任务均可有效用于区分所考虑的NDs集合,具体而言,通过我们手工设计的可解释特征测量书写的稳定性、书写速度、非书写时间以及组间压力变化,这些特征在多项任务中显示出组间具有统计学显著差异。基于计算出的特征,使用多种二元分类算法,我们在区分AD与健康对照(CTL)时获得了高达87%的准确率,在区分PD与CTL时获得了高达69%的准确率。

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