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Enregistrement W3016579984 · doi:10.2196/18186

Artificial Intelligence–Based Multimodal Risk Assessment Model for Surgical Site Infection (AMRAMS): Development and Validation Study

2020· article· en· W3016579984 sur OpenAlexvenueno aff
Weijia Chen, Zhijun Lü, Lijue You, Lingling Zhou, Jie Xu, Ken Chen

Notice bibliographique

RevueJMIR Medical Informatics · 2020
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueSurgical site infection prevention
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésReceiver operating characteristicArtificial intelligenceRandom forestMedicineMachine learningConvolutional neural networkComputer scienceBootstrapping (finance)Risk assessmentFramingham Risk ScoreData miningInternal medicine

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: Surgical site infection (SSI) is one of the most common types of health care-associated infections. It increases mortality, prolongs hospital length of stay, and raises health care costs. Many institutions developed risk assessment models for SSI to help surgeons preoperatively identify high-risk patients and guide clinical intervention. However, most of these models had low accuracies. OBJECTIVE: We aimed to provide a solution in the form of an Artificial intelligence-based Multimodal Risk Assessment Model for Surgical site infection (AMRAMS) for inpatients undergoing operations, using routinely collected clinical data. We internally and externally validated the discriminations of the models, which combined various machine learning and natural language processing techniques, and compared them with the National Nosocomial Infections Surveillance (NNIS) risk index. METHODS: We retrieved inpatient records between January 1, 2014, and June 30, 2019, from the electronic medical record (EMR) system of Rui Jin Hospital, Luwan Branch, Shanghai, China. We used data from before July 1, 2018, as the development set for internal validation and the remaining data as the test set for external validation. We included patient demographics, preoperative lab results, and free-text preoperative notes as our features. We used word-embedding techniques to encode text information, and we trained the LASSO (least absolute shrinkage and selection operator) model, random forest model, gradient boosting decision tree (GBDT) model, convolutional neural network (CNN) model, and self-attention network model using the combined data. Surgeons manually scored the NNIS risk index values. RESULTS: For internal bootstrapping validation, CNN yielded the highest mean area under the receiver operating characteristic curve (AUROC) of 0.889 (95% CI 0.886-0.892), and the paired-sample t test revealed statistically significant advantages as compared with other models (P<.001). The self-attention network yielded the second-highest mean AUROC of 0.882 (95% CI 0.878-0.886), but the AUROC was only numerically higher than the AUROC of the third-best model, GBDT with text embeddings (mean AUROC 0.881, 95% CI 0.878-0.884, P=.47). The AUROCs of LASSO, random forest, and GBDT models using text embeddings were statistically higher than the AUROCs of models not using text embeddings (P<.001). For external validation, the self-attention network yielded the highest AUROC of 0.879. CNN was the second-best model (AUROC 0.878), and GBDT with text embeddings was the third-best model (AUROC 0.872). The NNIS risk index scored by surgeons had an AUROC of 0.651. CONCLUSIONS: Our AMRAMS based on EMR data and deep learning methods-CNN and self-attention network-had significant advantages in terms of accuracy compared with other conventional machine learning methods and the NNIS risk index. Moreover, the semantic embeddings of preoperative notes improved the model performance further. Our models could replace the NNIS risk index to provide personalized guidance for the preoperative intervention of SSIs. Through this case, we offered an easy-to-implement solution for building multimodal RAMs for other similar scenarios.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,978
Score d'incertitude au seuil0,695

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

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.

Tête enseignante Opus0,062
Tête enseignante GPT0,378
Écart entre enseignants0,316 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations42
Publié2020
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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