Hidden Markov models as recurrent neural networks: An application to Alzheimer's disease

隐马尔可夫模型 可解释性 计算机科学 人工智能 人工神经网络 机器学习 模式识别(心理学) 马尔可夫模型 马尔可夫链
作者
Matt Baucum,Anahita Khojandi,Theodore Papamarkou
标识
DOI:10.1109/bibe52308.2021.9635256
摘要

Hidden Markov models (HMMs) are commonly used for disease progression modeling when the true patient health state is not fully known. Since HMMs typically have multiple local optima, incorporating additional patient covariates can improve parameter estimation and predictive performance. To allow for this, we develop hidden Markov recurrent neural networks (HMRNNs), a special case of recurrent neural networks that combine neural networks' flexibility with HMMs' interpretability. The HMRNN can be reduced to a standard HMM, with an identical likelihood function and parameter interpretations, but it can also combine an HMM with other predictive neural networks that take patient information as input. The HMRNN estimates all parameters simultaneously via gradient descent. Using a dataset of Alzheimer's disease patients, we demonstrate how the HMRNN can combine an HMM with other predictive neural networks to improve disease forecasting and to offer a novel clinical interpretation compared with a standard HMM trained via expectation-maximization.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Irene完成签到,获得积分10
刚刚
lxx完成签到,获得积分10
刚刚
百宝完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
糟糕的学姐完成签到 ,获得积分10
1秒前
XLYIDNNQJB完成签到 ,获得积分10
1秒前
123完成签到,获得积分10
2秒前
mange完成签到 ,获得积分10
2秒前
TT完成签到,获得积分10
3秒前
破天富贵玩命追我完成签到 ,获得积分10
3秒前
tyZhang完成签到,获得积分10
4秒前
杨萍发布了新的文献求助10
4秒前
Suliove完成签到,获得积分10
5秒前
bobinson完成签到,获得积分10
5秒前
余一完成签到,获得积分10
5秒前
汉堡包应助大狒狒采纳,获得10
6秒前
6秒前
乐情发布了新的文献求助10
6秒前
bkagyin应助单纯的酸奶采纳,获得10
7秒前
善学以致用应助援兮采纳,获得10
7秒前
9秒前
9秒前
森森关注了科研通微信公众号
10秒前
10秒前
GPTea应助blUe采纳,获得20
11秒前
12秒前
12秒前
领导范儿应助QiuQiu采纳,获得10
12秒前
HUSH994发布了新的文献求助10
13秒前
万能图书馆应助柳絮采纳,获得10
13秒前
梅比乌斯博士救救我完成签到 ,获得积分10
13秒前
脑洞疼应助拾光采纳,获得10
14秒前
ps发布了新的文献求助10
15秒前
bkagyin应助taochuan采纳,获得30
15秒前
文艺水风发布了新的文献求助10
16秒前
sun完成签到 ,获得积分10
17秒前
18秒前
dou关闭了dou文献求助
18秒前
land应助刘娟采纳,获得10
19秒前
打打应助单薄树叶采纳,获得10
20秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1621
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 1000
Brittle fracture in welded ships 1000
A Guide to Genetic Counseling, 3rd Edition 500
Laryngeal Mask Anesthesia: Principles and Practice. 2nd ed 500
Theories in Second Language Acquisition 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5568780
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4653506
关于积分的说明 14705958
捐赠科研通 4595224
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2521599
邀请新用户注册赠送积分活动 1493086
关于科研通互助平台的介绍 1463858