Predicting Duration of Mechanical Ventilation in Acute Respiratory Distress Syndrome Using Supervised Machine Learning
Notice bibliographique
Résumé
Background: Acute respiratory distress syndrome (ARDS) is an intense inflammatory process of the lungs. Most ARDS patients require mechanical ventilation (MV). Few studies have investigated the prediction of MV duration over time. We aimed at characterizing the best early scenario during the first two days in the intensive care unit (ICU) to predict MV duration after ARDS onset using supervised machine learning (ML) approaches. Methods: For model description, we extracted data from the first 3 ICU days after ARDS diagnosis from patients included in the publicly available MIMIC-III database. Disease progression was tracked along those 3 ICU days to assess lung severity according to Berlin criteria. Three robust supervised ML techniques were implemented using Python 3.7 (Light Gradient Boosting Machine (LightGBM); Random Forest (RF); and eXtreme Gradient Boosting (XGBoost)) for predicting MV duration. For external validation, we used the publicly available multicenter database eICU. Results: A total of 2466 and 5153 patients in MIMIC-III and eICU databases, respectively, received MV for >48 h. Median MV duration of extracted patients was 6.5 days (IQR 4.4–9.8 days) in MIMIC-III and 5.0 days (IQR 3.0–9.0 days) in eICU. LightGBM was the best model in predicting MV duration after ARDS onset in MIMIC-III with a root mean square error (RMSE) of 6.10–6.41 days, and it was externally validated in eICU with RMSE of 5.87–6.08 days. The best early prediction model was obtained with data captured in the 2nd day. Conclusions: Supervised ML can make early and accurate predictions of MV duration in ARDS after onset over time across ICUs. Supervised ML models might have important implications for optimizing ICU resource utilization and high acute cost reduction of MV.
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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 | 0,002 | 0,005 |
| 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 | 0,000 |
| 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 ».