Prediction of Chronic Obstructive Pulmonary Disease Exacerbation Events by Using Patient Self-reported Data in a Digital Health App: Statistical Evaluation and Machine Learning Approach
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Self-reporting digital apps provide a way of remotely monitoring and managing patients with chronic conditions in the community. Leveraging the data collected by these apps in prognostic models could provide increased personalization of care and reduce the burden of care for people who live with chronic conditions. This study evaluated the predictive ability of prognostic models for the prediction of acute exacerbation events in people with chronic obstructive pulmonary disease by using data self-reported to a digital health app. OBJECTIVE: The aim of this study was to evaluate if data self-reported to a digital health app can be used to predict acute exacerbation events in the near future. METHODS: This is a retrospective study evaluating the use of symptom and chronic obstructive pulmonary disease assessment test data self-reported to a digital health app (myCOPD) in predicting acute exacerbation events. We include data from 2374 patients who made 68,139 self-reports. We evaluated the degree to which the different variables self-reported to the app are predictive of exacerbation events and developed both heuristic and machine learning models to predict whether the patient will report an exacerbation event within 3 days of self-reporting to the app. The model's predictive ability was evaluated based on self-reports from an independent set of patients. RESULTS: Users self-reported symptoms, and standard chronic obstructive pulmonary disease assessment tests displayed correlation with future exacerbation events. Both a baseline model (area under the receiver operating characteristic curve [AUROC] 0.655, 95% CI 0.689-0.676) and a machine learning model (AUROC 0.727, 95% CI 0.720-0.735) showed moderate ability in predicting exacerbation events, occurring within 3 days of a given self-report. Although the baseline model obtained a fixed sensitivity and specificity of 0.551 (95% CI 0.508-0.596) and 0.759 (95% CI 0.752-0.767) respectively, the sensitivity and specificity of the machine learning model can be tuned by dichotomizing the continuous predictions it provides with different thresholds. CONCLUSIONS: Data self-reported to health care apps designed to remotely monitor patients with chronic obstructive pulmonary disease can be used to predict acute exacerbation events with moderate performance. This could increase personalization of care by allowing preemptive action to be taken to mitigate the risk of future exacerbation events.
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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 | 0,013 | 0,034 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,004 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| 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 ».