越来越多的研究致力于将机器学习方法应用于电子健康记录(EHR)数据,以完成各种临床任务。这一不断增长的研究领域暴露了所有人EHR数据集可访问性的局限性,以及不同建模框架的可重复性。这些局限性的原因之一是缺乏标准化的预处理管道。模仿是一种以许多研究中使用的原始格式免费获得的EHR数据集。缺乏标准化的预处理步骤是对数据集更广泛采用的重大障碍。它还导致在下游任务中使用不同的队列,从而限制了在类似研究中比较结果的能力。对比研究还使用各种不同的性能指标,可以大大降低比较模型结果的能力。在这项工作中,我们提供了一条端到端完全可定制的管道,以提取,清洁和预处理数据;并预测和评估ICU和非ICU相关临床时间序列预测任务的模拟数据集(MIMIC-IV)的第四版。该工具可在https://github.com/healthylaife/mimic-imic-iv-data-pipeline上公开获得。
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肥胖是一个重大的健康问题,增加了各种主要慢性病的风险,如糖尿病,癌症和中风。虽然通过横断面BMI录音识别的肥胖作用已经过分研究,但BMI轨迹的作用远远不大。在这项研究中,我们利用从大型和地理位置的EHR数据集中提取的BMI轨迹捕获大约200万个人的健康状况为期六年的健康状况。我们根据BMI轨迹定义九个新的可解释和基于证据的变量,以使用K-Means聚类方法将患者聚类为子组。我们在人口统计学,社会经济和生理测量变量方面彻底审查了每个集群特征,以指定簇中患者的不同性质。在我们的实验中,已被重新建立肥胖,高血压,阿尔茨海默和痴呆症的肥胖,高血压,阿尔茨海默氏症和痴呆症的直接关系,并且已经发现有几种慢性疾病的特异性特征的不同簇符合或与现有的知识体系互补。
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超重和肥胖仍然是一个主要的全球性公共健康问题,并确定增加未来体重增加风险的个性化模式在预防肥胖症和许多与肥胖症相关的次螯症方面具有至关重要的作用。在这项工作中,我们使用规则发现方法来研究这个问题,通过呈现提供真正的解释性和同时优化所识别模式的准确性(经常正确)的准确性(适用于许多样本)的方法来研究这个问题。具体而言,我们扩展了一个已建立的子组 - 发现方法以生成类型X-> Y的所需规则,并显示如何从X侧提取最高特征,作为Y的最佳预测因子。在我们的肥胖问题中,X是指来自非常大的和多站点EHR数据的提取功能,y表示大量的重量。使用我们的方法,我们还广泛地比较了由个人性别,年龄,种族,保险类型,邻里类型和收入水平决定的22层模式中的模式中的差异和不平等。通过广泛的实验,我们对未来危险体重增加的预测变量显示出新的和互补结果。
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Over the years, Machine Learning models have been successfully employed on neuroimaging data for accurately predicting brain age. Deviations from the healthy brain aging pattern are associated to the accelerated brain aging and brain abnormalities. Hence, efficient and accurate diagnosis techniques are required for eliciting accurate brain age estimations. Several contributions have been reported in the past for this purpose, resorting to different data-driven modeling methods. Recently, deep neural networks (also referred to as deep learning) have become prevalent in manifold neuroimaging studies, including brain age estimation. In this review, we offer a comprehensive analysis of the literature related to the adoption of deep learning for brain age estimation with neuroimaging data. We detail and analyze different deep learning architectures used for this application, pausing at research works published to date quantitatively exploring their application. We also examine different brain age estimation frameworks, comparatively exposing their advantages and weaknesses. Finally, the review concludes with an outlook towards future directions that should be followed by prospective studies. The ultimate goal of this paper is to establish a common and informed reference for newcomers and experienced researchers willing to approach brain age estimation by using deep learning models
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现在,基于视觉的本地化方法为来自机器人技术到辅助技术的无数用例提供了新出现的导航管道。与基于传感器的解决方案相比,基于视觉的定位不需要预安装的传感器基础架构,这是昂贵,耗时和/或通常不可行的。本文中,我们为特定用例提出了一个基于视觉的本地化管道:针对失明和低视力的最终用户的导航支持。给定最终用户在移动应用程序上拍摄的查询图像,该管道利用视觉位置识别(VPR)算法在目标空间的参考图像数据库中找到相似的图像。这些相似图像的地理位置用于采用加权平均方法来估计最终用户的位置和透视N点(PNP)算法的下游任务中,以估计最终用户的方向。此外,该系统实现了Dijkstra的算法,以根据包括Trip Origin和目的地的可通航地图计算最短路径。用于本地化和导航的层压映射是使用定制的图形用户界面构建的,该图形用户界面投影了3D重建的稀疏映射,从一系列图像构建到相应的先验2D楼平面图。用于地图构造的顺序图像可以在预映射步骤中收集,也可以通过公共数据库/公民科学清除。端到端系统可以使用带有自定义移动应用程序的相机安装在任何可互联网的设备上。出于评估目的,在复杂的医院环境中测试了映射和定位。评估结果表明,我们的系统可以以少于1米的平均误差来实现本地化,而无需了解摄像机的固有参数,例如焦距。
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现代神经影像学技术,例如扩散张量成像(DTI)和功能性磁共振成像(fMRI),使我们能够将人脑建模为脑网络或连接组。捕获大脑网络的结构信息和分层模式对于理解大脑功能和疾病状态至关重要。最近,图形神经网络(GNN)的有前途的网络表示能力促使许多基于GNN的方法用于脑网络分析。具体而言,这些方法应用功能聚合和全局池来将大脑网络实例转换为有意义的低维表示,用于下游大脑网络分析任务。但是,现有的基于GNN的方法通常忽略了不同受试者的大脑网络可能需要各种聚合迭代,并将GNN与固定数量的层一起学习所有大脑网络。因此,如何完全释放GNN促进大脑网络分析的潜力仍然是不平凡的。为了解决这个问题,我们提出了一个新颖的大脑网络表示框架,即BN-GNN,该框架搜索每个大脑网络的最佳GNN体系结构。具体而言,BN-GNN使用深度加固学习(DRL)来训练元派利,以自动确定给定脑网络所需的最佳特征聚合数(反映在GNN层的数量中)。在八个现实世界大脑网络数据集上进行的广泛实验表明,我们提出的BN-GNN提高了传统GNN在不同大脑网络分析任务上的性能。
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先进的可穿戴设备越来越多地利用高分辨率多摄像头系统。作为用于处理所得到的图像数据的最先进的神经网络是计算要求的,对于利用第五代(5G)无线连接和移动边缘计算,已经越来越感兴趣,以将该处理卸载到云。为了评估这种可能性,本文提出了一个详细的仿真和评估,用于5G无线卸载,用于对象检测,在一个名为Vis4ion的强大新型智能可穿戴物中,用于盲目损害(BVI)。目前的Vis4ion系统是一种具有高分辨率摄像机,视觉处理和触觉和音频反馈的仪表簿。本文认为将相机数据上载到移动边缘云以执行实时对象检测并将检测结果传输回可穿戴。为了确定视频要求,纸张评估视频比特率和分辨率对物体检测精度和范围的影响。利用与BVI导航相关的标记对象的新街道场景数据集进行分析。视觉评估与详细的全堆栈无线网络仿真结合,以确定吞吐量的分布和延迟,具有来自城市环境中的新高分辨率3D模型的实际导航路径和射线跟踪。为了比较,无线仿真考虑了标准的4G长期演进(LTE)载波和高速度5G毫米波(MMWAVE)载波。因此,该工作提供了对具有高带宽和低延迟要求的应用中的MMWAVE连接的边缘计算的彻底和现实评估。
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超越地球轨道的人类空间勘探将涉及大量距离和持续时间的任务。为了有效减轻无数空间健康危害,数据和空间健康系统的范式转移是实现地球独立性的,而不是Earth-Reliance所必需的。有希望在生物学和健康的人工智能和机器学习领域的发展可以解决这些需求。我们提出了一个适当的自主和智能精密空间健康系统,可以监控,汇总和评估生物医学状态;分析和预测个性化不良健康结果;适应并响应新累积的数据;并提供对其船员医务人员的个人深度空间机组人员和迭代决策支持的预防性,可操作和及时的见解。在这里,我们介绍了美国国家航空航天局组织的研讨会的建议摘要,以便在太空生物学和健康中未来的人工智能应用。在未来十年,生物监测技术,生物标志科学,航天器硬件,智能软件和简化的数据管理必须成熟,并编织成精确的空间健康系统,以使人类在深空中茁壮成长。
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空间生物学研究旨在了解太空飞行对生物的根本影响,制定支持深度空间探索的基础知识,最终生物工程航天器和栖息地稳定植物,农作物,微生物,动物和人类的生态系统,为持续的多行星寿命稳定。要提高这些目标,该领域利用了来自星空和地下模拟研究的实验,平台,数据和模型生物。由于研究扩展到低地球轨道之外,实验和平台必须是最大自主,光,敏捷和智能化,以加快知识发现。在这里,我们介绍了由美国国家航空航天局的人工智能,机器学习和建模应用程序组织的研讨会的建议摘要,这些应用程序为这些空间生物学挑战提供了关键解决方案。在未来十年中,将人工智能融入太空生物学领域将深化天空效应的生物学理解,促进预测性建模和分析,支持最大自主和可重复的实验,并有效地管理星载数据和元数据,所有目标使生活能够在深空中茁壮成长。
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无监督的域适应(UDA)显示出近年来工作条件下的轴承故障诊断的显着结果。但是,大多数UDA方法都不考虑数据的几何结构。此外,通常应用全局域适应技术,这忽略了子域之间的关系。本文通过呈现新的深亚域适应图卷积神经网络(DSAGCN)来解决提到的挑战,具有两个关键特性:首先,采用图形卷积神经网络(GCNN)来模拟数据结构。二,对抗域适应和局部最大平均差异(LMMD)方法同时应用,以对准子域的分布并降低相关子域和全局域之间的结构差异。 CWRU和Paderborn轴承数据集用于验证DSAGCN方法的比较模型之间的效率和优越性。实验结果表明,将结构化子域与域适应方法对准,以获得无监督故障诊断的准确数据驱动模型。
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