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Enregistrement W4406337314 · doi:10.1016/j.jpedsurg.2024.162151

Machine-learning-assisted Preoperative Prediction of Pediatric Appendicitis Severity

2025· article· en· W4406337314 sur OpenAlexafffund
Aylin Erman, Julia Ferreira, Waseem Abu-Ashour, Elena Guadagno, Etienne St‐Louis, Sherif Emil, Jackie SL Cheung, Dan Poenaru

Notice bibliographique

RevueJournal of Pediatric Surgery · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueAppendicitis Diagnosis and Management
Établissements canadiensMcGill University Health CentreMontreal Children's HospitalMcGill University
Organismes subventionnairesCanadian Institutes of Health Research
Mots-clésMedicineAppendicitisGeneral surgeryAcute appendicitis

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

PURPOSE: This study evaluates the effectiveness of machine learning (ML) algorithms for improving the preoperative diagnosis of acute appendicitis in children, focusing on the accurate prediction of the severity of disease. METHODS: An anonymized clinical and operative dataset was retrieved from the medical records of children undergoing emergency appendectomy between 2014 and 2021. We developed an ML pipeline that pre-processed the dataset and developed algorithms to predict 5 appendicitis grades (1 - non-perforated, 2 - localized perforation, 3 - abscess, 4 - generalized peritonitis, and 5 - generalized peritonitis with abscess). Imputation strategies were used for missing values and upsampling techniques for infrequent classes. Standard classifier models were tested. The best combination of imputation strategy, class balancing technique and classification model was chosen based on validation performance. Model explainability was verified by a pediatric surgeon. Our model's performance was compared to another pediatric appendicitis severity prediction tool. RESULTS: The study used a retrospective cohort including 1980 patients (60.6 % males, average age 10.7 years). Grade of appendicitis in the cohort was as follows: grade 1-70 %; grade 2-8 %; grade 3-7 %; grade 4-7 %; grade 5-8 %. Every combination of 6 imputation strategies, 7 class-balancing techniques, and 5 classification models was tested. The best-performing combined ML pipeline distinguished non-perforated from perforated appendicitis with 82.8 ± 0.2 % NPV and 56.4 ± 0.4 % PPV, and differentiated between severity grades with 70.1 ± 0.2 % accuracy and 0.77 ± 0.00 AUROC. The other pediatric appendicitis severity prediction tool gave an accuracy of 71.4 %, AUROC of 0.54 and NPV/PPV of 71.8/64.7. CONCLUSION: Prediction of appendiceal perforation outperforms prediction of the continuum of appendicitis grades. The variables our models primarily rely on to make predictions are consistent with clinical experience and the literature, suggesting that the ML models uncovered useful patterns in the dataset. Our model outperforms the other pediatric appendicitis prediction tools. The ML model developed for grade prediction is the first of this type, offering a novel approach for assessing appendicitis severity in children preoperatively. Following external validation and silent clinical testing, this ML model has the potential to enable personalized severity-based treatment of pediatric appendicitis and optimize resource allocation for its management.

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)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Observationnel · Signal consensuel: Observationnel
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,111
Score d'incertitude au seuil0,744

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0010,001
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 Opus0,022
Tête enseignante GPT0,268
Écart entre enseignants0,246 · 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'étudeObservationnel
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

Citations8
Publié2025
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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