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Enregistrement W3009690154 · doi:10.1093/jbcr/iraa024.054

50 Assessment of Skin Graft in Pediatric Burn Patients Using Machine Learning Is Comparable to Human Expert Performance

2020· article· en· W3009690154 sur OpenAlexaboutno aff
Guilherme A. Ribeiro, Elika Ridelman, Justin D. Klein, Beth A. Angst, Christina Shanti, Mo Rastgaar

Notice bibliographique

RevueJournal of Burn Care & Research · 2020
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueBurn Injury Management and Outcomes
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésMedicineArtificial intelligenceMachine learningComputer science

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract Introduction Though widely used, current scar assessment scales are inaccurate and highly subjective, further complicating the already difficult task of determining the optimal management of burn patients. Additional disadvantages of these tools include the need for direct examination by an experienced clinician and the inability to retrospectively review them. The lack of an accurate assessment tool inevitably impairs any research examining novel therapeutic strategies designed to improve burn scar outcomes by introducing observer bias at every step. Common examples of these tools include the Vancouver Scar Scale and Visual analog scale. New imaging and processing technologies have the potential of bringing accuracy, reproducibility, and accessibility to burn scar assessments. With these goals in mind, our team developed a novel scoring system and a classification model based on Machine Learning algorithms and analyzed 87 pictures to obtain scores on Inflammation (I), Scar (S), Uniformity (U), and Pigmentation (P). Methods All algorithms were trained using both the sub-acute and the long-term phase pictures. The classification model is based on supervised learning, which requires many examples of annotated pictures and corresponding scar scores. The model used a Linear Discriminant Analysis (LDA) algorithm and visual features of the scars and the natural skin. To train and evaluate this model, four burn care providers individually annotated 186 pictures of skin grafts and later formed a committee to annotate by consensus a subset of representative pictures. While the individual predictions were used as an accuracy baseline, the consensus annotation was the true score and used to train the model. Results The model predictions were more accurate in scores mainly based on color (I and P), rather than texture (S and U), as shown by the micro-averaged Area Under the Curve (AUC) of 0.86, 0.61, 0.51, and 0.80 for I, S, U, and P, respectively (Figure 1). The model accuracy was higher than the human baseline for the I (F1 of 0.60 vs. 0.59±0.13, respectively) and P scores (0.54 vs. 0.51±0.09), but lower in the S (0.30 vs. 0.63±0.22) and U scores (0.62 vs. 0.86±0.19). Conclusions Our findings are encouraging and suggest that further improvement of the accuracy of the algorithm could be achieved on the second phase of our assessment development project by increasing the number of pictures it learns from and adding more visual features related to skin texture. Applicability of Research to Practice Our study provides an accurate and reproducible evaluation of burn scars, that leads to newer therapeutic strategies employed by specialized burn care facilities.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Observationnel · Signal consensuel: Observationnel
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,031
Score d'incertitude au seuil0,510

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

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.

Tête enseignante Opus0,108
Tête enseignante GPT0,437
Écart entre enseignants0,329 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeObservationnel
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations4
Publié2020
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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