MétaCan
Menu
Retour à la cohorte
Enregistrement W4404110692 · doi:10.2196/60697

The Role of Machine Learning in the Detection of Cardiac Fibrosis in Electrocardiograms: Scoping Review

2024· review· en· W4404110692 sur OpenAlexafffundvenue
Julia Handra, Hannah James, Ashery Mbilinyi, Ashley Moller‐Hansen, Callum O'Riley, Jason G. Andrade, Marc W. Deyell, Cameron Hague, Nathaniel M. Hawkins, Kendall Ho, Ricky Hu, Jonathon Leipsic, Roger Tam

Notice bibliographique

RevueJMIR Cardio · 2024
Typereview
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueECG Monitoring and Analysis
Établissements canadiensUniversity of British Columbia
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaFaculty of Medicine, University of British Columbia
Mots-clésPreprintMedicineField (mathematics)Artificial intelligenceComputer scienceCardiologyWorld Wide Web

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: Cardiovascular disease remains the leading cause of mortality worldwide. Cardiac fibrosis impacts the underlying pathophysiology of many cardiovascular diseases by altering structural integrity and impairing electrical conduction. Identifying cardiac fibrosis is essential for the prognosis and management of cardiovascular disease; however, current diagnostic methods face challenges due to invasiveness, cost, and inaccessibility. Electrocardiograms (ECGs) are widely available and cost-effective for monitoring cardiac electrical activity. While ECG-based methods for inferring fibrosis exist, they are not commonly used due to accuracy limitations and the need for cardiac expertise. However, the ECG shows promise as a target for machine learning (ML) applications in fibrosis detection. OBJECTIVE: This study aims to synthesize and critically evaluate the current state of ECG-based ML approaches for cardiac fibrosis detection. METHODS: We conducted a scoping review of research in ECG-based ML applications to identify cardiac fibrosis. Comprehensive searches were performed in PubMed, IEEE Xplore, Scopus, Web of Science, and DBLP databases, including publications up to October 2024. Studies were included if they applied ML techniques to detect cardiac fibrosis using ECG or vectorcardiogram data and provided sufficient methodological details and outcome metrics. Two reviewers independently assessed eligibility and extracted data on the ML models used, their performance metrics, study designs, and limitations. RESULTS: We identified 11 studies evaluating ML approaches for detecting cardiac fibrosis using ECG data. These studies used various ML techniques, including classical (8/11, 73%), ensemble (3/11, 27%), and deep learning models (4/11, 36%). Support vector machines were the most used classical model (6/11, 55%), with the best-performing models of each study achieving accuracies of 77% to 93%. Among deep learning approaches, convolutional neural networks showed promising results, with one study reporting an area under the receiver operating characteristic curve (AUC) of 0.89 when combined with clinical features. Notably, a large-scale convolutional neural network study (n=14,052) achieved an AUC of 0.84 for detecting cardiac fibrosis, outperforming cardiologists (AUC 0.63-0.66). However, many studies had limited sample sizes and lacked external validation, potentially impacting the generalizability of the findings. Variability in reporting methods may affect the reproducibility and applicability of these ML-based approaches. CONCLUSIONS: ML-augmented ECG analysis shows promise for accessible and cost-effective detection of cardiac fibrosis. However, there are common limitations with respect to study design and insufficient external validation, raising concerns about the generalizability and clinical applicability of the findings. Inconsistencies in methodologies and incomplete reporting further impede cross-study comparisons. Future work may benefit from using prospective study designs, larger and more clinically and demographically diverse datasets, advanced ML models, and rigorous external validation. Addressing these challenges could pave the way for the clinical implementation of ML-based ECG detection of cardiac fibrosis to improve patient outcomes and health care resource allocation.

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 distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,002
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Autre devis · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Synthèse · Signal consensuel: Synthèse
Score de désaccord entre enseignants0,908
Score d'incertitude au seuil0,617

Scores Codex et Gemma par catégorie

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

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 Opus0,018
Tête enseignante GPT0,342
Écart entre enseignants0,324 · 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 tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeAutre devis
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

Citations2
Publié2024
Routes d'admission3
Résumé présentoui

Explorer davantage

Même revueJMIR CardioMême sujetECG Monitoring and AnalysisTravaux en français237 207