Learning models for forecasting hospital resource utilization for COVID-19 patients in Canada
Notice bibliographique
Résumé
Hospitals in Canada are facing a crisis-level shortage of critical supplies and equipment during the COVID-19 pandemic. This motivates us to create predictive models that can use Canada COVID-19 data and pandemic-related factors to accurately forecast 5 quantities-three related to hospital resource utilization (i.e., the number of hospital beds, ICU beds, and ventilators that will be needed by COVID-19 patients) and two to the pandemic progress (i.e., the number of COVID-19 cases and COVID-19 deaths)-several weeks in advance. We developed a machine learning method that can use information (i.e., resource utilization, pandemic progress, population mobility, weather condition, and public policy) currently known about a region since March 2020, to learn multiple temporal convolutional network (TCN) models every week; each used for forecasting the weekly average of one of these 5 quantities in Canada (respectively, in six specific provinces) for each, in the next 1 (resp., 2,3,4) weeks. To validate the effectiveness of our method, we compared our method, versus other standard models, on the COVID-19 data and hospital resource data, on the tasks of predicting the 116 values (for Canada and its six most populated provinces), every week from Oct 2020 to July 2021, and the 20 values (only for Canada) for four specific times within 9 July to 31 Dec 2021. Experimental results show that our 4640 TCN models (each forecasting a regional target for a specific future time, on a specific date) can produce accurate 1,2,3,4-week forecasts of the utilization of every hospital resource and pandemic progress for each week from 2 Oct 2020 to 2 July 2021, as well as 80 TCN models for each of the four specified times within 9 July and 31 Dec 2021. Compared to other baseline and state-of-the-art predictive models, our TCN models yielded the best forecasts, with the lowest mean absolute percentage error (MAPE). Additional experiments, on the IHME COVID-19 data, demonstrate the effectiveness of our TCN models, in comparison with IHME forecasts. Each of our TCN models used a pre-defined set of features; we experimentally validate the effectiveness of these features by showing that these models perform better than other models that instead used other features. Overall, these experimental results demonstrate that our method can accurately forecast hospital resource utilization and pandemic progress for Canada and for each of the six provinces.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,003 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,002 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».