Risk Stratification for Early Detection of Diabetes and Hypertension in Resource-Limited Settings: Machine Learning Analysis
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: The impending scale up of noncommunicable disease screening programs in low- and middle-income countries coupled with limited health resources require that such programs be as accurate as possible at identifying patients at high risk. OBJECTIVE: The aim of this study was to develop machine learning-based risk stratification algorithms for diabetes and hypertension that are tailored for the at-risk population served by community-based screening programs in low-resource settings. METHODS: We trained and tested our models by using data from 2278 patients collected by community health workers through door-to-door and camp-based screenings in the urban slums of Hyderabad, India between July 14, 2015 and April 21, 2018. We determined the best models for predicting short-term (2-month) risk of diabetes and hypertension (a model for diabetes and a model for hypertension) and compared these models to previously developed risk scores from the United States and the United Kingdom by using prediction accuracy as characterized by the area under the receiver operating characteristic curve (AUC) and the number of false negatives. RESULTS: We found that models based on random forest had the highest prediction accuracy for both diseases and were able to outperform the US and UK risk scores in terms of AUC by 35.5% for diabetes (improvement of 0.239 from 0.671 to 0.910) and 13.5% for hypertension (improvement of 0.094 from 0.698 to 0.792). For a fixed screening specificity of 0.9, the random forest model was able to reduce the expected number of false negatives by 620 patients per 1000 screenings for diabetes and 220 patients per 1000 screenings for hypertension. This improvement reduces the cost of incorrect risk stratification by US $1.99 (or 35%) per screening for diabetes and US $1.60 (or 21%) per screening for hypertension. CONCLUSIONS: In the next decade, health systems in many countries are planning to spend significant resources on noncommunicable disease screening programs and our study demonstrates that machine learning models can be leveraged by these programs to effectively utilize limited resources by improving risk stratification.
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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 | 0,006 | 0,017 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 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 ».