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Enregistrement W7162846851 · doi:10.2196/87705

A Three-Tier Artificial Intelligence Model for COVID-19 Triage Using Pharyngeal Images (Preprint)

2025· article· en· W7162846851 sur OpenAlexvenueno aff
Sho Okiyama, Tomonori Aoki, Memori Fukuda, Yuji Ariyasu, Saho Kameyama

Notice bibliographique

RevueJMIR Formative Research · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueCOVID-19 diagnosis using AI
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésTriageArtificial neural networkMedical imagingPharynxImage processing

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Background: SARS-CoV-2 remains a common cause of acute respiratory illness; however, symptom-based triage poorly discriminates it from other febrile conditions. A recently developed artificial intelligence (AI)-powered pharyngeal camera acquires pharyngeal images and clinical data to assist in influenza diagnosis; leveraging this workflow, we evaluated an adjunct AI algorithm (COVID-19-AI) that reports high, medium, or low suspicion to guide whether SARS-CoV-2 testing should subsequently be performed. Objective: This study aimed to report diagnostic accuracy outcomes and clinical utility of the COVID-19-AI as a triage support tool. Methods: We conducted a performance evaluation using a prospectively collected multicenter dataset from 26 Japanese institutions between December 2023 and March 2024. Patients with suspected influenza or COVID-19 were eligible. The COVID-19-AI algorithm, a stacked ensemble of a Swin Transformer and boosting models, was developed using pharyngeal images combined with routine clinical variables from 2133 patients, and it produced a 3-tier output. Classification thresholds were predefined to optimize clinical rule-out and rule-in utilities. Diagnostic performance was assessed in 696 independent patients against centralized reverse transcription polymerase chain reaction-confirmed SARS-CoV-2 infection under 2 prespecified operating criteria: inclusive (high or medium=positive and low=negative) and strict (high=positive and medium or low=negative). A subanalysis stratified accuracy by time from symptom onset (12-hour bins to 72 hours). Results: Among 696 analyzed participants (all Asian), 247 (35.5%) had reverse transcription polymerase chain reaction-confirmed SARS-CoV-2 infection. The COVID-19-AI categorized 12.4% (n=86), 72.8% (n=507), and 14.8% (n=103) patients as high, medium, and low suspicion, respectively. Under the inclusive criteria, sensitivity of COVID-19-AI was 93.9% (95% CI 90.4%-96.4%), specificity was 19.6% (95% CI 16.1%-23.5%), and negative predictive value was 85.4% (95% CI 77.6%-91.3%). Under the strict criteria, sensitivity was 24.7% (95% CI 19.6%-30.4%), specificity was 94.4% (95% CI 92.0%-96.3%), and positive predictive value was 70.9% (95% CI 60.7%-79.8%). Across 12-hour onset strata, sensitivity under the inclusive criteria remained ≥92.0% and specificity under the strict criteria remained ≥83.3%; no pronounced temporal trend was observed. Additionally, an integrated model using both pharyngeal images and clinical variables (area under the receiver operating characteristic curve [AUROC] 0.78) outperformed models using only clinical variables (AUROC 0.75) or images alone (AUROC 0.71); feature importance analysis further confirmed that pharyngeal image information was the most influential individual predictor, providing greater predictive value than any single clinical variable. Conclusions: Embedded within AI-powered pharyngeal camera workflows, a 3-tier AI suspicion output enables complementary operating behaviors-high sensitivity to rule out COVID-19 (inclusive criteria) and high specificity to support immediate infection control measures (strict criteria), although these criteria involve inherent trade-offs with low specificity and low sensitivity, respectively. Performance stability across onset times suggests robustness to symptom chronology, offering a standardized tool for clinical triage.

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)0,005
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,003
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,923
Score d'incertitude au seuil0,929

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0050,003
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0010,001
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 Opus0,281
Tête enseignante GPT0,537
Écart entre enseignants0,257 · 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'étudeSimulation ou modélisation
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

Citations0
Publié2025
Routes d'admission1
Résumé présentnon

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