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Enregistrement W3212899834 · doi:10.2196/32662

Machine Learning–Based Hospital Discharge Prediction for Patients With Cardiovascular Diseases: Development and Usability Study

2021· article· en· W3212899834 sur OpenAlexvenueno aff
Imjin Ahn, Hansle Gwon, Hee Jun Kang, Yunha Kim, Hyeram Seo, Heejung Choi, Ha Na Cho, Minkyoung Kim, Tae Joon Jun, Young‐Hak Kim

Notice bibliographique

RevueJMIR Medical Informatics · 2021
Typearticle
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueMachine Learning in Healthcare
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesIran Telecommunication Research CenterKorea Health Industry Development Institute
Mots-clésUsabilityComputer scienceMedicineMedical emergencyHuman–computer interaction

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: Effective resource management in hospitals can improve the quality of medical services by reducing labor-intensive burdens on staff, decreasing inpatient waiting time, and securing the optimal treatment time. The use of hospital processes requires effective bed management; a stay in the hospital that is longer than the optimal treatment time hinders bed management. Therefore, predicting a patient's hospitalization period may support the making of judicious decisions regarding bed management. OBJECTIVE: First, this study aims to develop a machine learning (ML)-based predictive model for predicting the discharge probability of inpatients with cardiovascular diseases (CVDs). Second, we aim to assess the outcome of the predictive model and explain the primary risk factors of inpatients for patient-specific care. Finally, we aim to evaluate whether our ML-based predictive model helps manage bed scheduling efficiently and detects long-term inpatients in advance to improve the use of hospital processes and enhance the quality of medical services. METHODS: We set up the cohort criteria and extracted the data from CardioNet, a manually curated database that specializes in CVDs. We processed the data to create a suitable data set by reindexing the date-index, integrating the present features with past features from the previous 3 years, and imputing missing values. Subsequently, we trained the ML-based predictive models and evaluated them to find an elaborate model. Finally, we predicted the discharge probability within 3 days and explained the outcomes of the model by identifying, quantifying, and visualizing its features. RESULTS: We experimented with 5 ML-based models using 5 cross-validations. Extreme gradient boosting, which was selected as the final model, accomplished an average area under the receiver operating characteristic curve score that was 0.865 higher than that of the other models (ie, logistic regression, random forest, support vector machine, and multilayer perceptron). Furthermore, we performed feature reduction, represented the feature importance, and assessed prediction outcomes. One of the outcomes, the individual explainer, provides a discharge score during hospitalization and a daily feature influence score to the medical team and patients. Finally, we visualized simulated bed management to use the outcomes. CONCLUSIONS: In this study, we propose an individual explainer based on an ML-based predictive model, which provides the discharge probability and relative contributions of individual features. Our model can assist medical teams and patients in identifying individual and common risk factors in CVDs and can support hospital administrators in improving the management of hospital beds and other resources.

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)0,009
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,034
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,009
Score d'incertitude au seuil0,046

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0090,034
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,002
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,001

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 Opus0,008
Tête enseignante GPT0,255
Écart entre enseignants0,247 · 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'étudeSimulation ou modélisation
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

Citations18
Publié2021
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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