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Enregistrement W4214866510 · doi:10.2196/28781

State of the Art of Machine Learning–Enabled Clinical Decision Support in Intensive Care Units: Literature Review

2022· review· en· W4214866510 sur OpenAlexvenueno aff
Na Hong, Chun Liu, Jianwei Gao, Lin Han, Fengxiang Chang, Mengchun Gong, Longxiang Su

Notice bibliographique

RevueJMIR Medical Informatics · 2022
Typereview
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueSepsis Diagnosis and Treatment
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesBeijing Nova ProgramNational Key Research and Development Program of ChinaBeijing Municipal Science and Technology Commission
Mots-clésClinical decision support systemDecision support systemArtificial intelligenceMachine learningIntensive careIdentification (biology)Point of careIntensive care unitMedicineComputer scienceIntensive care medicineNursing

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: Modern clinical care in intensive care units is full of rich data, and machine learning has great potential to support clinical decision-making. The development of intelligent machine learning-based clinical decision support systems is facing great opportunities and challenges. Clinical decision support systems may directly help clinicians accurately diagnose, predict outcomes, identify risk events, or decide treatments at the point of care. OBJECTIVE: We aimed to review the research and application of machine learning-enabled clinical decision support studies in intensive care units to help clinicians, researchers, developers, and policy makers better understand the advantages and limitations of machine learning-supported diagnosis, outcome prediction, risk event identification, and intensive care unit point-of-care recommendations. METHODS: We searched papers published in the PubMed database between January 1980 and October 2020. We defined selection criteria to identify papers that focused on machine learning-enabled clinical decision support studies in intensive care units and reviewed the following aspects: research topics, study cohorts, machine learning models, analysis variables, and evaluation metrics. RESULTS: A total of 643 papers were collected, and using our selection criteria, 97 studies were found. Studies were categorized into 4 topics-monitoring, detection, and diagnosis (13/97, 13.4%), early identification of clinical events (32/97, 33.0%), outcome prediction and prognosis assessment (46/97, 47.6%), and treatment decision (6/97, 6.2%). Of the 97 papers, 82 (84.5%) studies used data from adult patients, 9 (9.3%) studies used data from pediatric patients, and 6 (6.2%) studies used data from neonates. We found that 65 (67.0%) studies used data from a single center, and 32 (33.0%) studies used a multicenter data set; 88 (90.7%) studies used supervised learning, 3 (3.1%) studies used unsupervised learning, and 6 (6.2%) studies used reinforcement learning. Clinical variable categories, starting with the most frequently used, were demographic (n=74), laboratory values (n=59), vital signs (n=55), scores (n=48), ventilation parameters (n=43), comorbidities (n=27), medications (n=18), outcome (n=14), fluid balance (n=13), nonmedicine therapy (n=10), symptoms (n=7), and medical history (n=4). The most frequently adopted evaluation metrics for clinical data modeling studies included area under the receiver operating characteristic curve (n=61), sensitivity (n=51), specificity (n=41), accuracy (n=29), and positive predictive value (n=23). CONCLUSIONS: Early identification of clinical and outcome prediction and prognosis assessment contributed to approximately 80% of studies included in this review. Using new algorithms to solve intensive care unit clinical problems by developing reinforcement learning, active learning, and time-series analysis methods for clinical decision support will be greater development prospects in the future.

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 distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,007
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesIntégrité de la recherche, Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Autre devis · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Synthèse · Signal consensuel: Synthèse
Score de désaccord entre enseignants0,873
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,007
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0040,001
Bibliométrie0,0000,002
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,003
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

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.

Tête enseignante Opus0,107
Tête enseignante GPT0,447
Écart entre enseignants0,340 · 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 tête enseignante, pas un consensus.

Devis d'étudeAutre devis
Domainenon disponible
GenreSynthèse

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations64
Publié2022
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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