Classification of caesarean section and normal vaginal deliveries using foetal heart rate signals and advanced machine learning algorithms
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Visual inspection of cardiotocography traces by obstetricians and midwives is the gold standard for monitoring the wellbeing of the foetus during antenatal care. However, inter- and intra-observer variability is high with only a 30% positive predictive value for the classification of pathological outcomes. This has a significant negative impact on the perinatal foetus and often results in cardio-pulmonary arrest, brain and vital organ damage, cerebral palsy, hearing, visual and cognitive defects and in severe cases, death. This paper shows that using machine learning and foetal heart rate signals provides direct information about the foetal state and helps to filter the subjective opinions of medical practitioners when used as a decision support tool. The primary aim is to provide a proof-of-concept that demonstrates how machine learning can be used to objectively determine when medical intervention, such as caesarean section, is required and help avoid preventable perinatal deaths. METHODS: This is evidenced using an open dataset that comprises 506 controls (normal virginal deliveries) and 46 cases (caesarean due to pH ≤ 7.20-acidosis, n = 18; pH > 7.20 and pH < 7.25-foetal deterioration, n = 4; or clinical decision without evidence of pathological outcome measures, n = 24). Several machine-learning algorithms are trained, and validated, using binary classifier performance measures. RESULTS: The findings show that deep learning classification achieves sensitivity = 94%, specificity = 91%, Area under the curve = 99%, F-score = 100%, and mean square error = 1%. CONCLUSIONS: The results demonstrate that machine learning significantly improves the efficiency for the detection of caesarean section and normal vaginal deliveries using foetal heart rate signals compared with obstetrician and midwife predictions and systems reported in previous studies.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,005 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».