Creation and Testing of a Deep Learning Algorithm to Automatically Identify and Label Vessels, Nerves, Tendons, and Bones on Cross‐sectional Point‐of‐Care Ultrasound Scans for Peripheral Intravenous Catheter Placement by Novices
Notice bibliographique
Résumé
OBJECTIVES: We sought to create a deep learning (DL) algorithm to identify vessels, bones, nerves, and tendons on transverse upper extremity (UE) ultrasound (US) images to enable providers new to US-guided peripheral vascular access to identify anatomy. METHODS: We used publicly available DL architecture (YOLOv3) and deidentified transverse US videos of the UE for algorithm development. Vessels, bones, tendons, and nerves were labeled with bounding boxes. A total of 203,966 images were generated from videos, with corresponding label box coordinates in a YOLOv3 format. Training accuracy, losses, and learning curves were tracked. As a final real-world test, 50 randomly selected images from unrelated UE US videos were used to test the DL algorithm. Four different versions of the YOLOv3 algorithm were tested with varied amounts of training and sensitivity settings. The same 50 images were labeled by 2 blinded point-of-care ultrasound (POCUS) experts. The area under the curve (AUC) was calculated for the DL algorithm and POCUS expert performance. RESULTS: The algorithm outperformed POCUS experts in detection of all structures in the UE, with an AUC of 0.78 versus 0.69 and 0.71, respectively. When considering vessels, only one of the POCUS experts attained an AUC of 0.85, just ahead of the DL algorithm, with an AUC of 0.83. CONCLUSIONS: Our DL algorithm proved accurate at identifying 4 common structures on cross-sectional US imaging of the UE, which would allow novice POCUS providers to more confidently and accurately target vessels for cannulation, avoiding other structures. Overall, the algorithm outperformed 2 blinded POCUS experts.
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 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 | 0,006 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 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 | 0,001 | 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 ».