Diagnóstico de apendicitis: enfoque integral basado en aprendizaje automático de conjunto y en inteligencia artificial explicativa
Autores: Gollapalli, Mohammed; Rahman, Atta; Kudos, Sheriff A.; Foula, Mohammed S.; Alkhalifa, Abdullah Mahmoud; Albisher, Hassan Mohammed; Al-Hariri, Mohammed Taha; Mohammad, Nazeeruddin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Diagnóstico de apendicitis: enfoque integral basado en aprendizaje automático de conjunto y en inteligencia artificial explicativa
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Sistemas
Palabras clave
Apendicitis
Diagnóstico
Tratamiento
Aprendizaje automático
Conjunto de datos
Características
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 53
Citaciones: Sin citaciones
La apendicitis es una condición en la cual el apéndice se inflama, y puede ser difícil de diagnosticar con precisión. El tipo de apendicitis también puede ser difícil de determinar, lo que lleva a un diagnóstico erróneo y dificultades en el manejo de la condición. Para evitar complicaciones y reducir la mortalidad, el diagnóstico temprano y el tratamiento son cruciales. Mientras que el sistema de puntuación clínica de Alvarado no es suficiente, la ecografía y la tomografía computarizada (TC) son efectivas pero tienen desventajas como la dependencia del operador y la exposición a la radiación. Este estudio propone el uso de métodos de aprendizaje automático y un conjunto de datos confiable recopilado localmente para mejorar la identificación de la apendicitis aguda al detectar las diferencias entre la apendicitis complicada y no complicada. El aprendizaje automático puede ayudar a reducir los errores de diagnóstico y mejorar las decisiones de tratamiento. Este estudio realizó cuatro experimentos diferentes utilizando varios algoritmos de ML, incluidos K-vecinos más cercanos (KNN), DT, bagging y stacking. Los resultados experimentales mostraron que el modelo de stacking tuvo la mayor precisión de entrenamiento, precisión del conjunto de pruebas, precisión y puntuación F1, que fueron del 97,51%, 92,63%, 95,29% y 92,04%, respectivamente. La importancia de las características y la inteligencia artificial explicativa (XAI) identificaron a los neutrófilos, el recuento de glóbulos blancos, la duración total de la estancia, la duración de la estancia en el hospital y los días de síntomas como las características principales que afectaron significativamente el rendimiento del modelo. Basándose en los resultados y en la retroalimentación de los profesionales de la salud, el esquema es prometedor en términos de su efectividad en el diagnóstico de la apendicitis aguda.
Descripción
La apendicitis es una condición en la cual el apéndice se inflama, y puede ser difícil de diagnosticar con precisión. El tipo de apendicitis también puede ser difícil de determinar, lo que lleva a un diagnóstico erróneo y dificultades en el manejo de la condición. Para evitar complicaciones y reducir la mortalidad, el diagnóstico temprano y el tratamiento son cruciales. Mientras que el sistema de puntuación clínica de Alvarado no es suficiente, la ecografía y la tomografía computarizada (TC) son efectivas pero tienen desventajas como la dependencia del operador y la exposición a la radiación. Este estudio propone el uso de métodos de aprendizaje automático y un conjunto de datos confiable recopilado localmente para mejorar la identificación de la apendicitis aguda al detectar las diferencias entre la apendicitis complicada y no complicada. El aprendizaje automático puede ayudar a reducir los errores de diagnóstico y mejorar las decisiones de tratamiento. Este estudio realizó cuatro experimentos diferentes utilizando varios algoritmos de ML, incluidos K-vecinos más cercanos (KNN), DT, bagging y stacking. Los resultados experimentales mostraron que el modelo de stacking tuvo la mayor precisión de entrenamiento, precisión del conjunto de pruebas, precisión y puntuación F1, que fueron del 97,51%, 92,63%, 95,29% y 92,04%, respectivamente. La importancia de las características y la inteligencia artificial explicativa (XAI) identificaron a los neutrófilos, el recuento de glóbulos blancos, la duración total de la estancia, la duración de la estancia en el hospital y los días de síntomas como las características principales que afectaron significativamente el rendimiento del modelo. Basándose en los resultados y en la retroalimentación de los profesionales de la salud, el esquema es prometedor en términos de su efectividad en el diagnóstico de la apendicitis aguda.