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Enregistrement W4381309178 · doi:10.1001/jamaneurol.2023.1645

Automated Interpretation of Clinical Electroencephalograms Using Artificial Intelligence

2023· article· en· W4381309178 sur OpenAlexaff
Jesper Tveit, Harald Aurlien, Sergey Plis, Vince D. Calhoun, William O. Tatum, Donald L. Schomer, Vibeke Arntsen, F. M. Cox, Firas Fahoum, William B. Gallentine, Elena Gardella, Cecil D. Hahn, Aatif M. Husain, Sudha Kilaru Kessler, Mustafa Aykut Kural, Fábio A. Nascimento, Hatice Tankişi, Line Bédos Ulvin, Richard Wennberg, Sándor Beniczky

Notice bibliographique

RevueJAMA Neurology · 2023
Typearticle
Langueen
DomaineNeuroscience
ThématiqueEEG and Brain-Computer Interfaces
Établissements canadiensUniversity Health NetworkToronto Western HospitalHospital for Sick ChildrenUniversity of Toronto
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésInterpretation (philosophy)Artificial intelligenceElectroencephalographyPsychologyComputer scienceNeuroscience

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Importance: Electroencephalograms (EEGs) are a fundamental evaluation in neurology but require special expertise unavailable in many regions of the world. Artificial intelligence (AI) has a potential for addressing these unmet needs. Previous AI models address only limited aspects of EEG interpretation such as distinguishing abnormal from normal or identifying epileptiform activity. A comprehensive, fully automated interpretation of routine EEG based on AI suitable for clinical practice is needed. Objective: To develop and validate an AI model (Standardized Computer-based Organized Reporting of EEG-Artificial Intelligence [SCORE-AI]) with the ability to distinguish abnormal from normal EEG recordings and to classify abnormal EEG recordings into categories relevant for clinical decision-making: epileptiform-focal, epileptiform-generalized, nonepileptiform-focal, and nonepileptiform-diffuse. Design, Setting, and Participants: In this multicenter diagnostic accuracy study, a convolutional neural network model, SCORE-AI, was developed and validated using EEGs recorded between 2014 and 2020. Data were analyzed from January 17, 2022, until November 14, 2022. A total of 30 493 recordings of patients referred for EEG were included into the development data set annotated by 17 experts. Patients aged more than 3 months and not critically ill were eligible. The SCORE-AI was validated using 3 independent test data sets: a multicenter data set of 100 representative EEGs evaluated by 11 experts, a single-center data set of 9785 EEGs evaluated by 14 experts, and for benchmarking with previously published AI models, a data set of 60 EEGs with external reference standard. No patients who met eligibility criteria were excluded. Main Outcomes and Measures: Diagnostic accuracy, sensitivity, and specificity compared with the experts and the external reference standard of patients' habitual clinical episodes obtained during video-EEG recording. Results: The characteristics of the EEG data sets include development data set (N = 30 493; 14 980 men; median age, 25.3 years [95% CI, 1.3-76.2 years]), multicenter test data set (N = 100; 61 men, median age, 25.8 years [95% CI, 4.1-85.5 years]), single-center test data set (N = 9785; 5168 men; median age, 35.4 years [95% CI, 0.6-87.4 years]), and test data set with external reference standard (N = 60; 27 men; median age, 36 years [95% CI, 3-75 years]). The SCORE-AI achieved high accuracy, with an area under the receiver operating characteristic curve between 0.89 and 0.96 for the different categories of EEG abnormalities, and performance similar to human experts. Benchmarking against 3 previously published AI models was limited to comparing detection of epileptiform abnormalities. The accuracy of SCORE-AI (88.3%; 95% CI, 79.2%-94.9%) was significantly higher than the 3 previously published models (P < .001) and similar to human experts. Conclusions and Relevance: In this study, SCORE-AI achieved human expert level performance in fully automated interpretation of routine EEGs. Application of SCORE-AI may improve diagnosis and patient care in underserved areas and improve efficiency and consistency in specialized epilepsy centers.

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)0,003
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,018
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,006
Score d'incertitude au seuil0,016

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0030,018
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,001
Bibliométrie0,0020,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

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 Opus0,104
Tête enseignante GPT0,395
Écart entre enseignants0,291 · 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'étudeExpérimental (laboratoire)
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

Citations218
Publié2023
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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