Please use this identifier to cite or link to this item: https://hdl.handle.net/10216/163974
Author(s): Manuel Alberto Rodrigues Silva
Title: Systematic Review of Diabetic Foot Ulcer Classification Using Artificial Intelligence and Machine Learning Techniques
Issue Date: 2024-12-05
Abstract: Background: Diabetes-related foot ulceration (DFU) is a common complication of diabetes, with a significant impact on survival, healthcare costs and health-related quality of life. We aimed to systematically identify and collect the available evidence assessing the ability of machine learning (ML) based models in predicting clinical outcomes in people with DFU. Methods: We searched PubMed, Scopus, Web of Science and IEEExplore for articles published up to July 2023. The literature was screened independently by two investigators for eligibility criteria and extracted data. Risk of bias was evaluated using Quality In Prognosis Studies (QUIPS) tool and Prediction Model Risk Of Bias Assessment Tool (PROBAST) by two investigators independently. Results: A total of 11 studies, comprising 13 articles, were included in our systematic review, focusing on four outcomes: wound healing, lower extremity amputation (LEA), mortality and reintervention. Overall, 57 predictive models were created using mostly clinical characteristics, random forest as developing method and area under the curve (AUC) as discrimination accuracy measure. AUC varied from 0.56 to 0.94, with the majority of the models achieving a good discrimination ability (defined as AUC >= 0.8). All studies were found to have a high risk of bias, mainly due to lack of uniform variable definitions, outcome definitions and follow-up periods, insufficient sample sizes, and inadequate handling of missing data. Conclusion: The ML-based models found in this study achieved good discrimination ability in people with DFU. However, models presented a high risk of bias meaning further studies with a stricter methodology are needed.
Description: Introdução: A úlcera podológica é uma complicação comum da diabetes, com impacto significativo na sobrevivência, nos custos de saúde e na qualidade de vida. O objetivo deste estudo foi identificar e recolher de forma sistemática a evidência disponível acerca das capacidades preditivas dos modelos baseados em machine learning (ML), no que toca a desfechos clínicos, em pessoas com úlceras de pé. Métodos: Foi realizada uma pesquisa na PubMed, Scopus, Web of Science e IEEExplore por artigos publicados até julho de 2023. A literatura foi revista por dois investigadores de forma independente, tendo em conta os critérios de elegibilidade e a realização da extração de dados. O risco de viés foi avaliado através das ferramentas Quality In Prognosis Studies (QUIPS) e Prediction Model Risk Of Bias Assessment Tool (PROBAST) por dois investigadores de forma independente. Resultados: Foram incluídos nesta revisão sistemática um total de 11 estudos, que compreenderam 13 artigos, onde foram abordados 4 desfechos clínicos: cicatrização, amputação do membro inferior, mortalidade e reintervenção. Ao todo, foram desenvolvidos 57 modelos preditivos utilizando maioritariamente características clínicas, o método random forest para desenvolvimento do modelo e a área sob a curva (AUC) como medida de discriminação. A AUC variou entre 0,56 e 0,94, com a maioria dos modelos a atingirem uma boa capacidade discriminativa (definida por AUC >= 0.8). Todos os estudos tinham um alto risco de viés, principalmente devido à falta de uniformidade na definição de variáveis preditivas, definições de desfechos e de períodos de seguimento, a amostras com tamanho insuficiente, e a uma gestão inadequada dos dados omissos. Conclusão: Os modelos baseados em ML reportados neste estudo conseguiram atingir uma boa capacidade discriminativa em pessoas com diabetes e úlcera podológica. No entanto, os modelos apresentaram um alto risco de viés, indiciando que são necessários mais estudos com uma metodologia mais rigorosa.
Subject: Ciências médicas e da saúde
Medical and Health sciences
Scientific areas: Ciências médicas e da saúde
Medical and Health sciences
DOI: 10.34626/901a-cw66
TID identifier: 204144051
URI: https://hdl.handle.net/10216/163974
Document Type: Dissertação
Rights: openAccess
License: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
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