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Enregistrement W4225285688 · doi:10.2196/36202

Multitask Learning With Recurrent Neural Networks for Acute Respiratory Distress Syndrome Prediction Using Only Electronic Health Record Data: Model Development and Validation Study

2022· article· en· W4225285688 sur OpenAlexvenueno aff
Carson Lam, Rahul Thapa, Jenish Maharjan, Keyvan Rahmani, Chak Foon Tso, Navan Preet Singh, Satish Casie Chetty, Qingqing Mao

Notice bibliographique

RevueJMIR Medical Informatics · 2022
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueSepsis Diagnosis and Treatment
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésARDSInterpretabilityReceiver operating characteristicMedicineArtificial neural networkArtificial intelligenceRecurrent neural networkMachine learningTriageComputer scienceAcute respiratory distressHypoxemiaDeep learningData miningEmergency medicineInternal medicine

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: Acute respiratory distress syndrome (ARDS) is a condition that is often considered to have broad and subjective diagnostic criteria and is associated with significant mortality and morbidity. Early and accurate prediction of ARDS and related conditions such as hypoxemia and sepsis could allow timely administration of therapies, leading to improved patient outcomes. OBJECTIVE: The aim of this study is to perform an exploration of how multilabel classification in the clinical setting can take advantage of the underlying dependencies between ARDS and related conditions to improve early prediction of ARDS in patients. METHODS: The electronic health record data set included 40,703 patient encounters from 7 hospitals from April 20, 2018, to March 17, 2021. A recurrent neural network (RNN) was trained using data from 5 hospitals, and external validation was conducted on data from 2 hospitals. In addition to ARDS, 12 target labels for related conditions such as sepsis, hypoxemia, and COVID-19 were used to train the model to classify a total of 13 outputs. As a comparator, XGBoost models were developed for each of the 13 target labels. Model performance was assessed using the area under the receiver operating characteristic curve. Heat maps to visualize attention scores were generated to provide interpretability to the neural networks. Finally, cluster analysis was performed to identify potential phenotypic subgroups of patients with ARDS. RESULTS: The single RNN model trained to classify 13 outputs outperformed the individual XGBoost models for ARDS prediction, achieving an area under the receiver operating characteristic curve of 0.842 on the external test sets. Models trained on an increasing number of tasks resulted in improved performance. Earlier prediction of ARDS nearly doubled the rate of in-hospital survival. Cluster analysis revealed distinct ARDS subgroups, some of which had similar mortality rates but different clinical presentations. CONCLUSIONS: The RNN model presented in this paper can be used as an early warning system to stratify patients who are at risk of developing one of the multiple risk outcomes, hence providing practitioners with the means to take early action.

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)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut 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 enseignants0,924
Score d'incertitude au seuil0,581

Scores Codex et Gemma par catégorie

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

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 Opus0,103
Tête enseignante GPT0,388
Écart entre enseignants0,285 · 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.

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

Citations23
Publié2022
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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