Deep Learning–Augmented ECG Analysis for Screening and Genotype Prediction of Congenital Long QT Syndrome
Notice bibliographique
Résumé
Importance: Congenital long QT syndrome (LQTS) is associated with syncope, ventricular arrhythmias, and sudden death. Half of patients with LQTS have a normal or borderline-normal QT interval despite LQTS often being detected by QT prolongation on resting electrocardiography (ECG). Objective: To develop a deep learning-based neural network for identification of LQTS and differentiation of genotypes (LQTS1 and LQTS2) using 12-lead ECG. Design, Setting, and Participants: This diagnostic accuracy study used ECGs from patients with suspected inherited arrhythmia enrolled in the Hearts in Rhythm Organization Registry (HiRO) from August 2012 to December 2021. The internal dataset was derived at 2 sites and an external validation dataset at 4 sites within the HiRO Registry; an additional cross-sectional validation dataset was from the Montreal Heart Institute. The cohort with LQTS included probands and relatives with pathogenic or likely pathogenic variants in KCNQ1 or KCNH2 genes with normal or prolonged corrected QT (QTc) intervals. Exposures: Convolutional neural network (CNN) discrimination between LQTS1, LQTS2, and negative genetic test results. Main Outcomes and Measures: The main outcomes were area under the curve (AUC), F1 scores, and sensitivity for detecting LQTS and differentiating genotypes using a CNN method compared with QTc-based detection. Results: A total of 4521 ECGs from 990 patients (mean [SD] age, 42 [18] years; 589 [59.5%] female) were analyzed. External validation within the national registry (101 patients) demonstrated the CNN's high diagnostic capacity for LQTS detection (AUC, 0.93; 95% CI, 0.89-0.96) and genotype differentiation (AUC, 0.91; 95% CI, 0.86-0.96). This surpassed expert-measured QTc intervals in detecting LQTS (F1 score, 0.84 [95% CI, 0.78-0.90] vs 0.22 [95% CI, 0.13-0.31]; sensitivity, 0.90 [95% CI, 0.86-0.94] vs 0.36 [95% CI, 0.23-0.47]), including in patients with normal or borderline QTc intervals (F1 score, 0.70 [95% CI, 0.40-1.00]; sensitivity, 0.78 [95% CI, 0.53-0.95]). In further validation in a cross-sectional cohort (406 patients) of high-risk patients and genotype-negative controls, the CNN detected LQTS with an AUC of 0.81 (95% CI, 0.80-0.85), which was better than QTc interval-based detection (AUC, 0.74; 95% CI, 0.69-0.78). Conclusions and Relevance: The deep learning model improved detection of congenital LQTS from resting ECGs and allowed for differentiation between the 2 most common genetic subtypes. Broader validation over an unselected general population may support application of this model to patients with suspected LQTS.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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.
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 tête enseignante, 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 ».