Automated Prediction of Proximal Middle Cerebral Artery Occlusions in Noncontrast Brain Computed Tomography
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Early identification of large vessel occlusion (LVO) in patients with ischemic stroke is crucial for timely interventions. We propose a machine learning-based algorithm (JLK-CTL) that uses handcrafted features from noncontrast computed tomography to predict LVO. METHODS: We included patients with ischemic stroke who underwent concurrent noncontrast computed tomography and computed tomography angiography in seven hospitals. Patients from 5 of these hospitals, admitted between May 2011 and March 2015, were randomly divided into training and internal validation (9:1 ratio). Those from the remaining 2 hospitals, admitted between March 2021 and September 2021, were designated for external validation. From each noncontrast computed tomography scan, we extracted differences in volume, tissue density, and Hounsfield unit distribution between bihemispheric regions (striatocapsular, insula, M1-M3, and M4-M6, modified from the Alberta Stroke Program Early Computed Tomography Score). A deep learning algorithm was used to incorporate clot signs as an additional feature. Machine learning models, including ExtraTrees, random forest, extreme gradient boosting, support vector machine, and multilayer perceptron, as well as a deep learning model, were trained and evaluated. Additionally, we assessed the models' performance after incorporating the National Institutes of Health Stroke Scale scores as an additional feature. RESULTS: Among 2919 patients, 83 were excluded. Across the training (n=2463), internal validation (n=275), and external validation (n=95) datasets, the mean ages were 68.5±12.4, 67.6±13.8, and 67.9±13.6 years, respectively. The proportions of men were 57%, 53%, and 59%, with LVO prevalences of 17.0%, 16.4%, and 26.3%, respectively. In the external validation, the ExtraTrees model achieved a robust area under the curve of 0.888 (95% CI, 0.850-0.925), with a sensitivity of 80.1% (95% CI, 72.0-88.1) and a specificity of 88.6% (95% CI, 84.7-92.5). Adding the National Institutes of Health Stroke Scale score to the ExtraTrees model increased sensitivity (from 80.1% to 92.1%) while maintaining specificity. CONCLUSIONS: Our algorithm provides reliable predictions of LVO using noncontrast computed tomography. By enabling early LVO identification, our algorithm has the potential to expedite the stroke workflow.
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 | 0,001 | 0,005 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 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 ».