Clinical longitudinal evaluation of COVID-19 patients and prediction of organ-specific recovery using artificial intelligence
Notice bibliographique
Résumé
Within COVID-19 there is an urgent unmet need to predict at the time of hospital admission which COVID-19 patients will recover from the disease, and how fast they recover to deliver personalized treatments and to properly allocate hospital resources so that healthcare systems do not become overwhelmed. To this end, we have combined clinically salient CT imaging data synergistically with laboratory testing data in an integrative machine learning model to predict organ-specific recovery of patients from COVID-19. We trained and validated our model in 285 patients on each separate major organ system impacted by COVID-19 including the renal, pulmonary, immune, cardiac, and hepatic systems. To greatly enhance the speed and utility of our model, we applied an artificial intelligence method to segment and classify regions on CT imaging, from which interpretable data could be directly fed into the predictive machine learning model for overall recovery. Across all organ systems we achieved validation set area under the receiver operator characteristic curve (AUC) values for organ-specific recovery ranging from 0.80 to 0.89, and significant overall recovery prediction in Kaplan-Meier analyses. This demonstrates that the synergistic use of an artificial intelligence (AI) framework applied to CT lung imaging and a machine learning model that integrates laboratory test data with imaging data can accurately predict the overall recovery of COVID-19 patients from baseline characteristics.
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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 | 0,003 | 0,007 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
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.
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 ».