Deep neural network improves fracture detection by clinicians
Notice bibliographique
Résumé
Suspected fractures are among the most common reasons for patients to visit emergency departments (EDs), and X-ray imaging is the primary diagnostic tool used by clinicians to assess patients for fractures. Missing a fracture in a radiograph often has severe consequences for patients, resulting in delayed treatment and poor recovery of function. Nevertheless, radiographs in emergency settings are often read out of necessity by emergency medicine clinicians who lack subspecialized expertise in orthopedics, and misdiagnosed fractures account for upward of four of every five reported diagnostic errors in certain EDs. In this work, we developed a deep neural network to detect and localize fractures in radiographs. We trained it to accurately emulate the expertise of 18 senior subspecialized orthopedic surgeons by having them annotate 135,409 radiographs. We then ran a controlled experiment with emergency medicine clinicians to evaluate their ability to detect fractures in wrist radiographs with and without the assistance of the deep learning model. The average clinician's sensitivity was 80.8% (95% CI, 76.7-84.1%) unaided and 91.5% (95% CI, 89.3-92.9%) aided, and specificity was 87.5% (95 CI, 85.3-89.5%) unaided and 93.9% (95% CI, 92.9-94.9%) aided. The average clinician experienced a relative reduction in misinterpretation rate of 47.0% (95% CI, 37.4-53.9%). The significant improvements in diagnostic accuracy that we observed in this study show that deep learning methods are a mechanism by which senior medical specialists can deliver their expertise to generalists on the front lines of medicine, thereby providing substantial improvements to patient care.
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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 | 0,002 | 0,012 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
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 ».