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Large Language Models Versus Anesthesiologists for ASA Physical Status Classification (ASA-LLM)

6. Juli 2026 aktualisiert von: dilara gocmen, Marmara University Pendik Training and Research Hospital

Comparison of Clinical Assessment and Large Language Models in Preoperative Risk Classification: A Retrospective Analysis of ChatGPT, DeepSeek, Gemini, and Claude in ASA Physical Status Classification

The American Society of Anesthesiologists Physical Status (ASA-PS) classification is a cornerstone of preoperative risk assessment, yet interrater variability among clinicians is well documented. Large language models (LLMs) have recently demonstrated expert-level performance in several clinical classification tasks, including ASA-PS assignment.

This retrospective observational study evaluates whether four widely used LLMs - ChatGPT, DeepSeek, Gemini, and Claude - can accurately and consistently assign ASA-PS classes from structured, fully anonymized clinical vignettes derived from real preoperative anesthesia evaluations, using a consensus of senior anesthesiologists as the reference standard.

No patient data will be transmitted to third-party platforms. Clinical information will be converted by the investigators into de-identified structured vignettes containing only age range, sex, body mass index range, presence or absence of systemic diseases, functional capacity, and the major/minor nature of the planned surgery, in full compliance with national data protection legislation (KVKK).

Studienübersicht

Status

Noch keine Rekrutierung

Bedingungen

Detaillierte Beschreibung

Adult patients who underwent preoperative anesthesia evaluation before elective surgery at Marmara University Pendik Training and Research Hospital will be included retrospectively. For each patient, demographic data (age, sex, body mass index), systemic comorbidities (hypertension, diabetes mellitus, coronary artery disease, chronic obstructive pulmonary disease, and others), functional capacity (metabolic equivalents, MET), type of planned surgery (major/minor), and the ASA-PS class assigned by the attending anesthesiologist will be recorded.

Clinical data will be anonymized and converted into structured clinical vignettes by the investigators. Vignettes will contain no identifiers, dates, protocol numbers, or rare diagnostic combinations that could directly or indirectly identify a patient.

Standardization of the LLM assessment process: To ensure independence between assessments, each vignette will be evaluated in a separate, history-free session. A new conversation will be initiated in the relevant model for every patient vignette, thereby eliminating the possibility that the model is influenced by its responses to previous vignettes (context anchoring). The ASA-PS class assigned to one vignette will not be carried over as context into the evaluation of any subsequent vignette. Each vignette will be presented to all four models using an identical, standardized prompt requesting only an ASA-PS class (I-VI) with a brief rationale, in a strictly defined output format. Model outputs will play no role in clinical decision-making. External information retrieval by the models will be disabled, and all queries will be completed within a narrow time window to minimize variability in model versions.

Each vignette will be submitted to each model once (single querying). Consequently, the intra-model test-retest reliability of the LLMs will not be assessed; this is acknowledged as a study limitation, consistent with the probabilistic nature of large language models, which may produce between-session variability in their outputs.

Model versions: The current version of each model available at the time of data collection will be used - ChatGPT (GPT-5.5, OpenAI), Gemini (Gemini 3.5, Google DeepMind), DeepSeek (DeepSeek V4, DeepSeek AI), and Claude (Claude Opus 4.8, Anthropic). These versions reflect the versions current at the time of protocol submission; the most recent stable version of each model accessible during data collection will be used, and the exact version and access date will be recorded. Because publicly available chat interfaces may perform automatic background routing to different model tiers, this is acknowledged as a reproducibility limitation.

The reference standard ASA-PS class will be determined by an independent, blinded panel of at least three senior anesthesiologists; consensus or majority vote will define the reference classification.

Statistical analysis: The primary (confirmatory) analysis will quantify the agreement between each LLM and the reference standard using quadratic weighted Cohen's kappa, respecting the ordinal structure of ASA-PS. Multi-rater agreement across the four models and the human raters will be assessed with Fleiss' kappa. Pairwise accuracy comparisons among the four models (six pairwise contrasts) will be treated as secondary/exploratory analyses and compared with McNemar or permutation tests for paired data, applying correction for multiple comparisons (e.g., Bonferroni or Holm); 95% confidence intervals will be estimated by bootstrap methods. Prespecified subgroup analyses include ASA III-IV boundary cases, multimorbidity burden, major versus minor surgery, and rater experience.

Primary hypothesis: The ASA-PS assignments of the LLMs (ChatGPT, DeepSeek, Gemini, and Claude) will show at least good agreement with the reference standard (weighted kappa ≥ 0.60). Secondary hypothesis: LLM errors will cluster in specific subgroups (e.g., the ASA III-IV boundary, multimorbid patients).

Studientyp

Beobachtungs

Einschreibung (Geschätzt)

350

Kontakte und Standorte

Dieser Abschnitt enthält die Kontaktdaten derjenigen, die die Studie durchführen, und Informationen darüber, wo diese Studie durchgeführt wird.

Studienkontakt

Teilnahmekriterien

Forscher suchen nach Personen, die einer bestimmten Beschreibung entsprechen, die als Auswahlkriterien bezeichnet werden. Einige Beispiele für diese Kriterien sind der allgemeine Gesundheitszustand einer Person oder frühere Behandlungen.

Zulassungskriterien

Studienberechtigtes Alter

  • Erwachsene
  • Älterer Erwachsener

Akzeptiert gesunde Freiwillige

Nein

Probenahmeverfahren

Wahrscheinlichkeitsstichprobe

Studienpopulation

Adult patients who underwent preoperative anesthesia evaluation before elective surgery at a tertiary university hospital in Istanbul, Turkey.

Beschreibung

Inclusion Criteria:

  • Age 18 years or older
  • Planned elective surgery
  • Completed preoperative anesthesia evaluation

Exclusion Criteria:

  • Emergency surgical procedures
  • ASA VI (brain death)
  • Incomplete clinical records

Studienplan

Dieser Abschnitt enthält Einzelheiten zum Studienplan, einschließlich des Studiendesigns und der Messung der Studieninhalte.

Wie ist die Studie aufgebaut?

Designdetails

Kohorten und Interventionen

Gruppe / Kohorte
elective surgery patients
Adult patients (≥18 years) who underwent preoperative anesthesia evaluation before elective surgery. Anonymized structured vignettes derived from their records will be classified by four LLMs (ChatGPT, DeepSeek, Gemini, Claude) and by a blinded senior anesthesiologist panel serving as the reference standard.

Was misst die Studie?

Primäre Ergebnismessungen

Ergebnis Maßnahme
Maßnahmenbeschreibung
Zeitfenster
Agreement between LLM-assigned and reference-standard ASA-PS class
Zeitfenster: Through study completion, an average of 3 months
Quadratic weighted Cohen's kappa between each large language model's ASA-PS assignment (ChatGPT, DeepSeek, Gemini, Claude) and the reference standard defined by consensus of a blinded panel of at least three senior anesthesiologists. Agreement of at least "good" level (weighted kappa ≥ 0.60) is hypothesized.
Through study completion, an average of 3 months

Sekundäre Ergebnismessungen

Ergebnis Maßnahme
Maßnahmenbeschreibung
Zeitfenster
Overall classification accuracy of each LLM
Zeitfenster: Through study completion, an average of 3 months
Proportion of vignettes in which the LLM-assigned ASA-PS class exactly matches the reference standard, with exploratory pairwise comparisons among the four models (McNemar/permutation tests, corrected for multiple comparisons)
Through study completion, an average of 3 months
Subgroup error patterns
Zeitfenster: Through study completion, an average of 3 months
Frequency and direction (over- vs. under-classification) of LLM misclassifications in prespecified subgroups: ASA III-IV boundary, multimorbidity, major vs. minor surgery
Through study completion, an average of 3 months

Mitarbeiter und Ermittler

Hier finden Sie Personen und Organisationen, die an dieser Studie beteiligt sind.

Sponsor

Publikationen und hilfreiche Links

Die Bereitstellung dieser Publikationen erfolgt freiwillig durch die für die Eingabe von Informationen über die Studie verantwortliche Person. Diese können sich auf alles beziehen, was mit dem Studium zu tun hat.

Studienaufzeichnungsdaten

Diese Daten verfolgen den Fortschritt der Übermittlung von Studienaufzeichnungen und zusammenfassenden Ergebnissen an ClinicalTrials.gov. Studienaufzeichnungen und gemeldete Ergebnisse werden von der National Library of Medicine (NLM) überprüft, um sicherzustellen, dass sie bestimmten Qualitätskontrollstandards entsprechen, bevor sie auf der öffentlichen Website veröffentlicht werden.

Haupttermine studieren

Studienbeginn (Geschätzt)

21. Juli 2026

Primärer Abschluss (Geschätzt)

21. August 2026

Studienabschluss (Geschätzt)

21. Oktober 2026

Studienanmeldedaten

Zuerst eingereicht

6. Juli 2026

Zuerst eingereicht, das die QC-Kriterien erfüllt hat

6. Juli 2026

Zuerst gepostet (Tatsächlich)

10. Juli 2026

Studienaufzeichnungsaktualisierungen

Letztes Update gepostet (Tatsächlich)

10. Juli 2026

Letztes eingereichtes Update, das die QC-Kriterien erfüllt

6. Juli 2026

Zuletzt verifiziert

1. Juli 2026

Mehr Informationen

Begriffe im Zusammenhang mit dieser Studie

Andere Studien-ID-Nummern

  • ASA-LLM-2026

Plan für individuelle Teilnehmerdaten (IPD)

Planen Sie, individuelle Teilnehmerdaten (IPD) zu teilen?

NEIN

Arzneimittel- und Geräteinformationen, Studienunterlagen

Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Arzneimittelprodukt

Nein

Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Geräteprodukt

Nein

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