基于集成学习的自动化时钟绘制测试:运动与视觉空间认知障碍的早期筛查新方法

【字体: 时间:2025年09月21日 来源:Computers in Biology and Medicine 6.3

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  本综述系统阐述了计算机化时钟绘制测试(CDT)在早期中枢神经系统疾病(CNSD)筛查中的应用价值,创新性地融合手指运动轨迹(FMT)分析与多模态图像特征提取(EHD/PHOG/Gabor),通过集成学习(Ensemble Learning)实现高精度分类(准确率达99.40%),为神经损伤的自动化评估提供了新范式。

  

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鉴于本文研究问题的跨学科特性(计算机科学与医学),本节重点概述计算机科学家在自动化CDT筛查中面临的技术挑战,并阐述本研究成果对该领域的贡献。

从计算智能与CDT合成在认知障碍评估的跨学科视角看,主要研究方向包括——

Task for CDT computerisation

本文作者开发了一款支持智能手机和平板的安卓移动应用用于CDT筛查。测试流程包含准备与执行两种模式:初始状态下测试时长(秒)设为0,手指运动轨迹特征向量(ft_motion)初始化并追踪轨迹数量(count_trajectories)。单次轨迹定义为手指在设备屏幕上的按下与释放动作之间的路径。

在准备模式中,示例——

Experimental research

两项监督学习实验(实验一(E1)使用FMT数据集追踪运动功能障碍,实验二(E2)使用CDT图像数据集追踪认知功能障碍)旨在将受试者分类为健康vs.损伤组。两组实验均纳入相同受试者:共15人(7名神经疾病患者,8名对照组)。

单个样本(通过NITS移动应用采集)在——

Discussion

历史上,时钟绘制测试(CDT)最早开发于20世纪初,被神经心理学研究者用于评估失用症(无法执行特定目的动作)与认知功能障碍。近年来,CDT已被整合至多种经医学验证的方法学(如MoCA、SAGE、Mini-Cog、GPCOG)及其数字化版本(eMoCA、eSAGE)中,用于认知障碍检测。此外,计算智能(CI)技术与——

Conclusions

本研究提出了一种前景广阔的方法论,通过移动端采集多模态数据,针对广泛使用的CDT测试实现视觉空间认知损伤的检测。本工作的核心价值在于基于手指运动与CDT图像模态的融合(作者创建了两个新数据集),提出了对个体运动-认知状态更精准的解读框架。采用所述方法(手指运动分析与图像特征提取相结合)——

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