Rule-Based Cohort Definitions for Acute Respiratory Failure: Electronic Phenotyping Algorithm
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Acute respiratory failure is generally treated with invasive mechanical ventilation or noninvasive respiratory support strategies. The efficacies of the various strategies are not fully understood. There is a need for accurate therapy-based phenotyping for secondary analyses of electronic health record data to answer research questions regarding respiratory management and outcomes with each strategy. OBJECTIVE: The objective of this study was to address knowledge gaps related to ventilation therapy strategies across diverse patient populations by developing an algorithm for accurate identification of patients with acute respiratory failure. To accomplish this objective, our goal was to develop rule-based computable phenotypes for patients with acute respiratory failure using remotely monitored intensive care unit (tele-ICU) data. This approach permits analyses by ventilation strategy across broad patient populations of interest with the ability to sub-phenotype as research questions require. METHODS: Tele-ICU data from ≥200 hospitals were used to create a rule-based algorithm for phenotyping patients with acute respiratory failure, defined as an adult patient requiring invasive mechanical ventilation or a noninvasive strategy. The dataset spans a wide range of hospitals and ICU types across all US regions. Structured clinical data, including ventilation therapy start and stop times, medication records, and nurse and respiratory therapy charts, were used to define clinical phenotypes. All adult patients of any diagnoses with record of ventilation therapy were included. Patients were categorized by ventilation type, and analysis of event sequences using record timestamps defined each phenotype. Manual validation was performed on 5% of patients in each phenotype. RESULTS: We developed 7 phenotypes: (0) invasive mechanical ventilation, (1) noninvasive positive-pressure ventilation, (2) high-flow nasal insufflation, (3) noninvasive positive-pressure ventilation subsequently requiring intubation, (4) high-flow nasal insufflation subsequently requiring intubation, (5) invasive mechanical ventilation with extubation to noninvasive positive-pressure ventilation, and (6) invasive mechanical ventilation with extubation to high-flow nasal insufflation. A total of 27,734 patients met our phenotype criteria and were categorized into these ventilation subgroups. Manual validation of a random selection of 5% of records from each phenotype resulted in a total accuracy of 88% and a precision and recall of 0.8789 and 0.8785, respectively, across all phenotypes. Individual phenotype validation showed that the algorithm categorizes patients particularly well but has challenges with patients that require ≥2 management strategies. CONCLUSIONS: Our proposed computable phenotyping algorithm for patients with acute respiratory failure effectively identifies patients for therapy-focused research regardless of admission diagnosis or comorbidities and allows for management strategy comparisons across populations of interest.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,014 | 0,041 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,004 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,003 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,003 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,001 |
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.
score_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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».