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Enregistrement W4225264631 · doi:10.2196/37239

A Framework for Modeling and Interpreting Patient Subgroups Applied to Hospital Readmission: Visual Analytical Approach

2022· article· en· W4225264631 sur OpenAlexvenueno aff
Suresh K. Bhavnani, Weibin Zhang, Shyam Visweswaran, Mukaila Raji, Yong‐Fang Kuo

Notice bibliographique

RevueJMIR Medical Informatics · 2022
Typearticle
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueMachine Learning in Healthcare
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesNational Center for Advancing Translational SciencesPatient-Centered Outcomes Research InstituteU.S. National Library of MedicineNational Institute on AgingNational Institutes of HealthUniversity of Texas MD Anderson Cancer Center
Mots-clésMedicineLogistic regressionCOPDInterpretabilityMedicaidInternal medicineIntensive care medicinePsychological interventionEmergency medicinePhysical therapyMachine learningHealth careComputer science

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: A primary goal of precision medicine is to identify patient subgroups and infer their underlying disease processes with the aim of designing targeted interventions. Although several studies have identified patient subgroups, there is a considerable gap between the identification of patient subgroups and their modeling and interpretation for clinical applications. OBJECTIVE: This study aimed to develop and evaluate a novel analytical framework for modeling and interpreting patient subgroups (MIPS) using a 3-step modeling approach: visual analytical modeling to automatically identify patient subgroups and their co-occurring comorbidities and determine their statistical significance and clinical interpretability; classification modeling to classify patients into subgroups and measure its accuracy; and prediction modeling to predict a patient's risk of an adverse outcome and compare its accuracy with and without patient subgroup information. METHODS: The MIPS framework was developed using bipartite networks to identify patient subgroups based on frequently co-occurring high-risk comorbidities, multinomial logistic regression to classify patients into subgroups, and hierarchical logistic regression to predict the risk of an adverse outcome using subgroup membership compared with standard logistic regression without subgroup membership. The MIPS framework was evaluated for 3 hospital readmission conditions: chronic obstructive pulmonary disease (COPD), congestive heart failure (CHF), and total hip arthroplasty/total knee arthroplasty (THA/TKA) (COPD: n=29,016; CHF: n=51,550; THA/TKA: n=16,498). For each condition, we extracted cases defined as patients readmitted within 30 days of hospital discharge. Controls were defined as patients not readmitted within 90 days of discharge, matched by age, sex, race, and Medicaid eligibility. RESULTS: In each condition, the visual analytical model identified patient subgroups that were statistically significant (Q=0.17, 0.17, 0.31; P<.001, <.001, <.05), significantly replicated (Rand Index=0.92, 0.94, 0.89; P<.001, <.001, <.01), and clinically meaningful to clinicians. In each condition, the classification model had high accuracy in classifying patients into subgroups (mean accuracy=99.6%, 99.34%, 99.86%). In 2 conditions (COPD and THA/TKA), the hierarchical prediction model had a small but statistically significant improvement in discriminating between readmitted and not readmitted patients as measured by net reclassification improvement (0.059, 0.11) but not as measured by the C-statistic or integrated discrimination improvement. CONCLUSIONS: Although the visual analytical models identified statistically and clinically significant patient subgroups, the results pinpoint the need to analyze subgroups at different levels of granularity for improving the interpretability of intra- and intercluster associations. The high accuracy of the classification models reflects the strong separation of patient subgroups, despite the size and density of the data sets. Finally, the small improvement in predictive accuracy suggests that comorbidities alone were not strong predictors of hospital readmission, and the need for more sophisticated subgroup modeling methods. Such advances could improve the interpretability and predictive accuracy of patient subgroup models for reducing the risk of hospital readmission, and beyond.

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)0,008
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,025
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: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: Méthodes
Score de désaccord entre enseignants0,022
Score d'incertitude au seuil0,045

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0080,025
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0020,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,003
Bibliométrie0,0050,002
Études des sciences et des technologies0,0010,002
Communication savante0,0030,002
Science ouverte0,0020,003
Intégrité de la recherche0,0010,002
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,000

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 Opus0,018
Tête enseignante GPT0,331
Écart entre enseignants0,313 · 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
GenreMéthodes

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

En bref

Citations11
Publié2022
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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