Predictive Modelling of Susceptibility to Substance Abuse, Mortality and Drug-Drug Interactions in Opioid Patients
Notice bibliographique
Résumé
Objective: Opioids are a class of drugs that are known for their use as pain relievers. They bind to opioid receptors on nerve cells in the brain and the nervous system to mitigate pain. Addiction is one of the chronic and primary adverse events of prolonged usage of opioids. They may also cause psychological disorders, muscle pain, depression, anxiety attacks etc. In this study, we present a collection of predictive models to identify patients at risk of opioid abuse and mortality by using their prescription histories. Also, we discover particularly threatening drug-drug interactions in the context of opioid usage. Methods and Materials: Using a publicly available dataset from MIMIC-III, two models were trained, Logistic Regression with L2 regularization (baseline) and Extreme Gradient Boosting (enhanced model), to classify the patients of interest into two categories based on their susceptibility to opioid abuse. We’ve also used K-Means clustering, an unsupervised algorithm, to explore drug-drug interactions that might be of concern. Results: The baseline model for classifying patients susceptible to opioid abuse has an F1 score of 76.64% (accuracy 77.16%) while the enhanced model has an F1 score of 94.45% (accuracy 94.35%). These models can be used as a preliminary step towards inferring the causal effect of opioid usage and can help monitor the prescription practices to minimize the opioid abuse. Discussion and Conclusion: Results suggest that the enhanced model provides a promising approach in preemptive identification of patients at risk for opioid abuse. By discovering and correlating the patterns contributing to opioid overdose or abuse among a variety of patients, machine learning models can be used as an efficient tool to help uncover the existing gaps and/or fraudulent practices in prescription writing. To quote an example of one such incidental finding, our study discovered that insulin might possibly be interacting with opioids in an unfavourable way leading to complications in diabetic patients. This indicates that diabetic patients under long term opioid usage might need to take increased amounts of insulin to make it more effective. This observation backs up prior research studies done on a similar aspect. To increase the translational value of our work, the predictive models and the associated software code are made available under the MIT License.
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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) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,001 | 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 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 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 ».