Tämä sivu käännettiin automaattisesti, eikä käännösten tarkkuutta voida taata. Katso englanninkielinen versio lähdetekstiä varten.

Diagnostic Accuracy of GPT-4o and Claude for HEART Score Calculation in Chest Pain (LLM-HEART)

maanantai 22. kesäkuuta 2026 päivittänyt: Emir Ünal, Marmara University Pendik Training and Research Hospital

Diagnostic Accuracy of Large Language Models (GPT-4o and Claude) in HEART Score Calculation and 30-Day MACE Prediction in Emergency Department Chest Pain Patients: A Prospective Observational Validation Study Against Three-Expert Consensus

This prospective observational diagnostic accuracy study evaluates whether large language models (LLMs) - GPT-4o (OpenAI, gpt-4o-2024-11-20) and Claude (Anthropic, claude-sonnet-4-6) - can accurately calculate HEART scores from unstructured Turkish clinical notes and predict 30-day major adverse cardiac events (MACE) in emergency department patients presenting with non-traumatic chest pain.

The study will enroll 600 consecutive adult patients. For each patient, the same anonymized data (free-text anamnesis, ECG report text, troponin value, and age) will be independently processed by both LLMs via separate API calls with deterministic settings (temperature=0, JSON format). A three-expert consensus HEART score - derived through blinded independent scoring by three emergency medicine physicians with majority-vote adjudication - serves as the reference standard for agreement analysis. Actual 30-day MACE (all-cause death, AMI Type 1/2/4b, unplanned revascularization) determined via national health database and telephone follow-up serves as the outcome for diagnostic accuracy analysis.

A secondary documentation-quality sub-study will quantify how spontaneously Turkish emergency anamnesis notes capture HEART score parameters.

Tutkimuksen yleiskatsaus

Yksityiskohtainen kuvaus

AI SYSTEM SPECIFICATIONS AND PROMPT PROTOCOL Two distinct large language models (LLMs) will be evaluated as index tests: OpenAI GPT-4o (model string: gpt-4o-2024-11-20) and Anthropic Claude (model string: claude-sonnet-4-6). To ensure reproducibility and eliminate stochastic variation, both models will be accessed via standardized API calls using deterministic parameters (temperature = 0, max_tokens = 500, and strict JSON response format). The exact system prompt layout will be locked prior to initialization, and its integrity will be verified using a SHA-256 cryptographic hash. The models will evaluate each patient record independently in zero-shot isolation, with no cross-contamination or conversational history retention between runs.

REFERENCE STANDARD CONSENSUS PROTOCOL The reference standard consists of a structured consensus HEART score established by three independent emergency medicine physicians (each possessing >=3 years of clinical experience and specific training on HEART score criteria). The physicians will review the anonymized clinical charts while remaining strictly blinded to the LLM outputs and the final 30-day MACE outcomes. For each of the 5 HEART components (scored 0, 1, or 2), a majority vote (2/3 agreement) will determine the final component score. In the event of complete disagreement across all three reviewers on a specific component, a fourth independent adjudicator will resolve the tie.

INDETERMINATE RESULTS MANAGEMENT

In strict compliance with STARD-AI 2025 guidelines, cases with missing or uninterpretable parameters within the free-text clinical notes will be classified into predefined indeterminate tiers:

  1. Complete Cases: 0 indeterminate components (eligible for primary diagnostic accuracy analysis).
  2. Partial Indeterminate: Exactly 1 missing component preventing definitive automatic calculation.
  3. Full Indeterminate: >=2 missing components. The proportion of indeterminate classifications will be quantified for both LLMs and evaluated alongside the routine documentation quality of the charts.

STATISTICAL ANALYSIS AND AGREEMENT WEIGHTING Statistical power and sample size calculation are based on the Hanley-McNeil methodology for the Area Under the ROC Curve (AUC). To achieve an expected AUC of 0.85 with a non-inferiority margin of 0.05, a power of 80%, and a two-sided alpha of 0.05, the primary complete-case analysis requires 600 evaluable patients. Accounting for an anticipated 15% indeterminate rate, a total enrollment target of 690 patients is set. Inter-rater agreement between each LLM and the expert consensus will be computed using quadratic weighted Cohen's Kappa for the ordinal total HEART score (0-10) and linear weighted Kappa for individual components (0-2). Diagnostic performance metrics (sensitivity, specificity, PPV, NPV) will be calculated at prespecified binary (>=4) and trimodal thresholds with 95% Wilson confidence intervals. Pairwise comparison of AUC values between GPT-4o and Claude will be executed using the DeLong test.

DATA ANONYMIZATION AND PRIVACY To ensure full compliance with local personal data protection legislation (KVKK), all free-text emergency department notes will undergo strict de-identification. Patient names, institutional ID numbers, precise dates, and specific demographic identifiers will be stripped entirely before formatting the data payload for API transmission.

PATIENT AND PUBLIC INVOLVEMENT BEYANI Patient and public involvement was not applicable to this study as it involves the analysis of routinely collected clinical data.

Opintotyyppi

Havainnollistava

Ilmoittautuminen (Arvioitu)

690

Yhteystiedot ja paikat

Tässä osiossa on tutkimuksen suorittajien yhteystiedot ja tiedot siitä, missä tämä tutkimus suoritetaan.

Opiskeluyhteys

  • Nimi: Emir Ünal, Assistant Professor
  • Puhelinnumero: +905327766010
  • Sähköposti: emirunal@gmail.com

Tutki yhteystietojen varmuuskopiointi

Opiskelupaikat

    • Istanbul
      • Istanbul, Istanbul, Turkki (Türkiye), 34870
        • Rekrytointi
        • Marmara University Pendik Training and Research Hospital
        • Ottaa yhteyttä:
        • Alatutkija:
          • Emre Kudu
        • Alatutkija:
          • Erhan Altunbas
        • Alatutkija:
          • Sinan Karacabey

Osallistumiskriteerit

Tutkijat etsivät ihmisiä, jotka sopivat tiettyyn kuvaukseen, jota kutsutaan kelpoisuuskriteereiksi. Joitakin esimerkkejä näistä kriteereistä ovat henkilön yleinen terveydentila tai aiemmat hoidot.

Kelpoisuusvaatimukset

Opintokelpoiset iät

  • Aikuinen
  • Vanhempi Aikuinen

Hyväksyy terveitä vapaaehtoisia

Ei

Näytteenottomenetelmä

Ei-todennäköisyysnäyte

Tutkimusväestö

The study population consists of consecutive adult patients presenting with a chief complaint of non-traumatic chest pain to the emergency department of Marmara University Pendik Training and Research Hospital, a tertiary care academic medical center in Istanbul, Turkey. This target population comprises real-world emergency medicine admissions that require acute coronary syndrome risk stratification and evaluation with the HEART score. It excludes individuals presenting with traumatic pain etiologies or acute ST-elevation myocardial infarction (STEMI) requiring immediate, time-critical reperfusion pathways.

Kuvaus

INCLUSION CRITERIA:

  • Age >=18 years
  • Chief complaint of non-traumatic chest pain at the emergency department
  • Written informed consent obtained from the patient or legally authorized representative
  • Availability for 30-day follow-up (reachable by telephone and/or actively registered in the e-Nabiz national health database)

EXCLUSION CRITERIA:

  • Traumatic chest pain etiology
  • ST-elevation myocardial infarction (STEMI) at presentation requiring immediate reperfusion protocol
  • Refusal or subsequent withdrawal of informed consent
  • Inability to complete the mandatory 30-day follow-up period

WITHDRAWAL CRITERIA:

  • Patient or representative requests data withdrawal after initial consent
  • Administrative identification of retrospective data entry after enrollment

Opintosuunnitelma

Tässä osiossa on tietoja tutkimussuunnitelmasta, mukaan lukien kuinka tutkimus on suunniteltu ja mitä tutkimuksella mitataan.

Miten tutkimus on suunniteltu?

Suunnittelun yksityiskohdat

Mitä tutkimuksessa mitataan?

Ensisijaiset tulostoimenpiteet

Tulosmittaus
Toimenpiteen kuvaus
Aikaikkuna
Area Under the ROC Curve (AUC) of GPT-4o and Claude HEART Score for 30-Day MACE Prediction
Aikaikkuna: 30 days after index emergency department visit
AUC calculated separately for GPT-4o and Claude using the Hanley-McNeil method. MACE is defined as a composite of all-cause death, acute myocardial infarction (Type 1/2/4b), and unplanned revascularization within 30 days. HEART score range is 0-10; a higher score indicates a higher risk of MACE. Analysis will be performed on complete cases only (0 indeterminate components).
30 days after index emergency department visit

Toissijaiset tulostoimenpiteet

Tulosmittaus
Toimenpiteen kuvaus
Aikaikkuna
Sensitivity and Specificity of GPT-4o and Claude HEART Score at Prespecified Thresholds
Aikaikkuna: 30 days after index emergency department visit
Diagnostic sensitivity and specificity calculated at two threshold types: (a) total score >=4 (binary high-risk cutoff) and (b) trimodal cutoffs (0-3 low risk, 4-6 intermediate risk, 7-10 high risk). Metrics will be reported with 95% Wilson confidence intervals separately for each LLM.
30 days after index emergency department visit
Component-Level and Total-Score Agreement (Cohen's Kappa) Between LLMs and Expert Consensus
Aikaikkuna: Baseline (At index emergency department visit)
Inter-rater agreement will be computed using quadratic weighted Cohen's Kappa for the ordinal total HEART score (range 0-10) and linear weighted Kappa for the individual components (range 0-2). Calculated separately for GPT-4o vs. expert consensus and Claude vs. expert consensus. Values will be interpreted using the Landis & Koch scale (<0.20 poor, 0.21-0.40 fair, 0.41-0.60 moderate, 0.61-0.80 good, >0.80 excellent).
Baseline (At index emergency department visit)
Comparative AUC Difference Between GPT-4o and Claude (DeLong Test)
Aikaikkuna: 30 days after index emergency department visit
Statistical comparison of paired ROC curves between GPT-4o and Claude using the DeLong et al. (1988) method. The formal hypothesis is non-inferiority with an expected delta AUC <= 0.05. The correlation coefficient between the paired LLM measurements is estimated as rho >= 0.70.
30 days after index emergency department visit
Proportion of Indeterminate Results for GPT-4o and Claude
Aikaikkuna: Baseline (At index emergency department visit)
The proportion of cases classified into predefined missing data tiers: Complete (0 indeterminate components), Partial indeterminate (exactly 1 missing component preventing definitive score calculation), and Full indeterminate (>=2 missing components). Reported separately for each LLM and statistically compared between the two models.
Baseline (At index emergency department visit)
HEART Parameter Documentation Rate in Routine Turkish Anamnesis Notes
Aikaikkuna: Baseline (At index emergency department visit)
For each of the 5 individual HEART components, the proportion of emergency department free-text anamnesis notes that spontaneously contain sufficient objective clinical information for scoring. Rates will be categorized as: Present and scorable, Partiall
Baseline (At index emergency department visit)
Subgroup AUC by Age Group and Sex (Algorithmic Bias Assessment)
Aikaikkuna: 30 days after the index emergency department visit
AUC values for 30-day MACE prediction were calculated separately across demographic strata: age groups (<45, 45-64, >=65 years) and biological sex (male vs. female). This analysis serves as the formal algorithmic bias assessment required by the STARD-AI 2025 guidelines.
30 days after the index emergency department visit

Yhteistyökumppanit ja tutkijat

Täältä löydät tähän tutkimukseen osallistuvat ihmiset ja organisaatiot.

Julkaisuja ja hyödyllisiä linkkejä

Tutkimusta koskevien tietojen syöttämisestä vastaava henkilö toimittaa nämä julkaisut vapaaehtoisesti. Nämä voivat koskea mitä tahansa tutkimukseen liittyvää.

Yleiset julkaisut

Opintojen ennätyspäivät

Nämä päivämäärät seuraavat ClinicalTrials.gov-sivustolle lähetettyjen tutkimustietueiden ja yhteenvetojen edistymistä. National Library of Medicine (NLM) tarkistaa tutkimustiedot ja raportoidut tulokset varmistaakseen, että ne täyttävät tietyt laadunvalvontastandardit, ennen kuin ne julkaistaan ​​julkisella verkkosivustolla.

Opi tärkeimmät päivämäärät

Opiskelun aloitus (Arvioitu)

Maanantai 1. kesäkuuta 2026

Ensisijainen valmistuminen (Arvioitu)

Maanantai 1. maaliskuuta 2027

Opintojen valmistuminen (Arvioitu)

Tiistai 1. kesäkuuta 2027

Opintoihin ilmoittautumispäivät

Ensimmäinen lähetetty

Keskiviikko 27. toukokuuta 2026

Ensimmäinen toimitettu, joka täytti QC-kriteerit

Keskiviikko 3. kesäkuuta 2026

Ensimmäinen Lähetetty (Todellinen)

Torstai 4. kesäkuuta 2026

Tutkimustietojen päivitykset

Viimeisin päivitys julkaistu (Todellinen)

Tiistai 23. kesäkuuta 2026

Viimeisin lähetetty päivitys, joka täytti QC-kriteerit

Maanantai 22. kesäkuuta 2026

Viimeksi vahvistettu

Maanantai 1. kesäkuuta 2026

Lisää tietoa

Tähän tutkimukseen liittyvät termit

Yksittäisten osallistujien tietojen suunnitelma (IPD)

Aiotko jakaa yksittäisten osallistujien tietoja (IPD)?

JOO

IPD-suunnitelman kuvaus

Anonymized individual participant data (including de-identified baseline demographics, clinical presentation characteristics, index test outputs from GPT-4o and Claude, and the reference standard expert consensus HEART scores) will be made publicly available to support academic transparency and replication. Additionally, the complete deterministic system prompt texts (verified with SHA-256 cryptographic hashes) and the complete statistical analysis code will be included as supplementary material.

IPD-jaon aikakehys

The anonymized dataset, protocol documents, and analytic code will be made available immediately upon formal publication of the study results.

IPD-jaon käyttöoikeuskriteerit

Data and code will be accessible via an open-access repository on the Open Science Framework (OSF) for researchers and clinicians interested in replication or meta-analysis.

IPD-jakamista tukeva tietotyyppi

  • STUDY_PROTOCOL
  • MAHLA
  • ANALYTIC_CODE

Lääke- ja laitetiedot, tutkimusasiakirjat

Tutkii yhdysvaltalaista FDA sääntelemää lääkevalmistetta

Ei

Tutkii yhdysvaltalaista FDA sääntelemää laitetuotetta

Ei

Nämä tiedot haettiin suoraan verkkosivustolta clinicaltrials.gov ilman muutoksia. Jos sinulla on pyyntöjä muuttaa, poistaa tai päivittää tutkimustietojasi, ota yhteyttä register@clinicaltrials.gov. Heti kun muutos on otettu käyttöön osoitteessa clinicaltrials.gov, se päivitetään automaattisesti myös verkkosivustollemme .

Tilaa