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Enregistrement W3106377951 · doi:10.1002/ehf2.13073

Machine Learning vs. Conventional Statistical Models for Predicting Heart Failure Readmission and Mortality

2020· article· en· W3106377951 sur OpenAlexafffund
Sheojung Shin, Peter C. Austin, Heather J. Ross, Husam Abdel‐Qadir, Cassandra Freitas, George Tomlinson, Davide Chicco, Meera Mahendiran, Patrick R. Lawler, Filio Billia, Anthony O. Gramolini, Slava Epelman, Bo Wang, Douglas S. Lee

Notice bibliographique

RevueESC Heart Failure · 2020
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueHeart Failure Treatment and Management
Établissements canadiensUniversity of Toronto
Organismes subventionnairesCanadian Institutes of Health ResearchUniversity of TorontoOntario Ministry of Health and Long-Term CareHeart and Stroke Foundation of Canada
Mots-clésHeart failureMedicineStatistical learningIntensive care medicineInternal medicineCardiologyArtificial intelligenceComputer science

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

AIMS: This study aimed to review the performance of machine learning (ML) methods compared with conventional statistical models (CSMs) for predicting readmission and mortality in patients with heart failure (HF) and to present an approach to formally evaluate the quality of studies using ML algorithms for prediction modelling. METHODS AND RESULTS: Following Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses guidelines, we performed a systematic literature search using MEDLINE, EPUB, Cochrane CENTRAL, EMBASE, INSPEC, ACM Library, and Web of Science. Eligible studies included primary research articles published between January 2000 and July 2020 comparing ML and CSMs in mortality and readmission prognosis of initially hospitalized HF patients. Data were extracted and analysed by two independent reviewers. A modified CHARMS checklist was developed in consultation with ML and biostatistics experts for quality assessment and was utilized to evaluate studies for risk of bias. Of 4322 articles identified and screened by two independent reviewers, 172 were deemed eligible for a full-text review. The final set comprised 20 articles and 686 842 patients. ML methods included random forests (n = 11), decision trees (n = 5), regression trees (n = 3), support vector machines (n = 9), neural networks (n = 12), and Bayesian techniques (n = 3). CSMs included logistic regression (n = 16), Cox regression (n = 3), or Poisson regression (n = 3). In 15 studies, readmission was examined at multiple time points ranging from 30 to 180 day readmission, with the majority of studies (n = 12) presenting prediction models for 30 day readmission outcomes. Of a total of 21 time-point comparisons, ML-derived c-indices were higher than CSM-derived c-indices in 16 of the 21 comparisons. In seven studies, mortality was examined at 9 time points ranging from in-hospital mortality to 1 year survival; of these nine, seven reported higher c-indices using ML. Two of these seven studies reported survival analyses utilizing random survival forests in their ML prediction models. Both reported higher c-indices when using ML compared with CSMs. A limitation of studies using ML techniques was that the majority were not externally validated, and calibration was rarely assessed. In the only study that was externally validated in a separate dataset, ML was superior to CSMs (c-indices 0.913 vs. 0.835). CONCLUSIONS: ML algorithms had better discrimination than CSMs in most studies aiming to predict risk of readmission and mortality in HF patients. Based on our review, there is a need for external validation of ML-based studies of prediction modelling. We suggest that ML-based studies should also be evaluated using clinical quality standards for prognosis research. Registration: PROSPERO CRD42020134867.

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 machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,097
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,185
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Observationnel · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,097
Score d'incertitude au seuil0,513

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0970,185
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0020,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0100,021
Bibliométrie0,0090,007
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0050,005
Science ouverte0,0030,002
Intégrité de la recherche0,0030,003
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,000

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 Opus0,034
Tête enseignante GPT0,300
Écart entre enseignants0,267 · 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeObservationnel
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

Citations174
Publié2020
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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