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Enregistrement W4327675624 · doi:10.1001/jamanetworkopen.2023.3391

Artificial Intelligence for Hip Fracture Detection and Outcome Prediction

2023· review· en· W4327675624 sur OpenAlexaff
Johnathan R. Lex, Joseph Di Michele, Robert Koucheki, Daniel Pincus, Cari Whyne, Bheeshma Ravi

Notice bibliographique

RevueJAMA Network Open · 2023
Typereview
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueArtificial Intelligence in Healthcare and Education
Établissements canadiensHealth Sciences CentreSunnybrook Health Science CentreSunnybrook HospitalUniversity of Toronto
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésMedicineLogistic regressionHip fractureMEDLINEMachine learningReceiver operating characteristicCochrane LibraryData extractionArtificial intelligenceSystematic reviewMeta-analysisComputer scienceInternal medicineOsteoporosis

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Importance: Artificial intelligence (AI) enables powerful models for establishment of clinical diagnostic and prognostic tools for hip fractures; however the performance and potential impact of these newly developed algorithms are currently unknown. Objective: To evaluate the performance of AI algorithms designed to diagnose hip fractures on radiographs and predict postoperative clinical outcomes following hip fracture surgery relative to current practices. Data Sources: A systematic review of the literature was performed using the MEDLINE, Embase, and Cochrane Library databases for all articles published from database inception to January 23, 2023. A manual reference search of included articles was also undertaken to identify any additional relevant articles. Study Selection: Studies developing machine learning (ML) models for the diagnosis of hip fractures from hip or pelvic radiographs or to predict any postoperative patient outcome following hip fracture surgery were included. Data Extraction and Synthesis: This study followed the Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-analyses and was registered with PROSPERO. Eligible full-text articles were evaluated and relevant data extracted independently using a template data extraction form. For studies that predicted postoperative outcomes, the performance of traditional predictive statistical models, either multivariable logistic or linear regression, was recorded and compared with the performance of the best ML model on the same out-of-sample data set. Main Outcomes and Measures: Diagnostic accuracy of AI models was compared with the diagnostic accuracy of expert clinicians using odds ratios (ORs) with 95% CIs. Areas under the curve for postoperative outcome prediction between traditional statistical models (multivariable linear or logistic regression) and ML models were compared. Results: Of 39 studies that met all criteria and were included in this analysis, 18 (46.2%) used AI models to diagnose hip fractures on plain radiographs and 21 (53.8%) used AI models to predict patient outcomes following hip fracture surgery. A total of 39 598 plain radiographs and 714 939 hip fractures were used for training, validating, and testing ML models specific to diagnosis and postoperative outcome prediction, respectively. Mortality and length of hospital stay were the most predicted outcomes. On pooled data analysis, compared with clinicians, the OR for diagnostic error of ML models was 0.79 (95% CI, 0.48-1.31; P = .36; I2 = 60%) for hip fracture radiographs. For the ML models, the mean (SD) sensitivity was 89.3% (8.5%), specificity was 87.5% (9.9%), and F1 score was 0.90 (0.06). The mean area under the curve for mortality prediction was 0.84 with ML models compared with 0.79 for alternative controls (P = .09). Conclusions and Relevance: The findings of this systematic review and meta-analysis suggest that the potential applications of AI to aid with diagnosis from hip radiographs are promising. The performance of AI in diagnosing hip fractures was comparable with that of expert radiologists and surgeons. However, current implementations of AI for outcome prediction do not seem to provide substantial benefit over traditional multivariable predictive statistics.

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 enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,019
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,092
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Sans objet · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Synthèse · Signal consensuel: Synthèse
Score de désaccord entre enseignants0,019
Score d'incertitude au seuil0,100

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0190,092
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0030,003
Bibliométrie0,0060,005
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0030,002
Science ouverte0,0020,001
Intégrité de la recherche0,0020,002
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,000

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 Opus0,499
Tête enseignante GPT0,529
Écart entre enseignants0,030 · 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

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

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

En bref

Citations106
Publié2023
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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