Semisupervised Deep Learning Techniques for Predicting Acute Respiratory Distress Syndrome From Time-Series Clinical Data: Model Development and Validation Study
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: A high number of patients who are hospitalized with COVID-19 develop acute respiratory distress syndrome (ARDS). OBJECTIVE: In response to the need for clinical decision support tools to help manage the next pandemic during the early stages (ie, when limited labeled data are present), we developed machine learning algorithms that use semisupervised learning (SSL) techniques to predict ARDS development in general and COVID-19 populations based on limited labeled data. METHODS: SSL techniques were applied to 29,127 encounters with patients who were admitted to 7 US hospitals from May 1, 2019, to May 1, 2021. A recurrent neural network that used a time series of electronic health record data was applied to data that were collected when a patient's peripheral oxygen saturation level fell below the normal range (<97%) to predict the subsequent development of ARDS during the remaining duration of patients' hospital stay. Model performance was assessed with the area under the receiver operating characteristic curve and area under the precision recall curve of an external hold-out test set. RESULTS: For the whole data set, the median time between the first peripheral oxygen saturation measurement of <97% and subsequent respiratory failure was 21 hours. The area under the receiver operating characteristic curve for predicting subsequent ARDS development was 0.73 when the model was trained on a labeled data set of 6930 patients, 0.78 when the model was trained on the labeled data set that had been augmented with the unlabeled data set of 16,173 patients by using SSL techniques, and 0.84 when the model was trained on the entire training set of 23,103 labeled patients. CONCLUSIONS: In the context of using time-series inpatient data and a careful model training design, unlabeled data can be used to improve the performance of machine learning models when labeled data for predicting ARDS development are scarce or expensive.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».