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Enregistrement W4281399778 · doi:10.1038/s41598-022-12491-z

Learning models for forecasting hospital resource utilization for COVID-19 patients in Canada

2022· article· en· W4281399778 sur OpenAlexafffundabout
Jianfei Zhang, Harini Sanjay Pathak, Anne Snowdon, Russell Greiner

Notice bibliographique

RevueScientific Reports · 2022
Typearticle
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueMachine Learning in Healthcare
Établissements canadiensNorthern Alberta Institute of TechnologyUniversity of WindsorUniversity of AlbertaUniversité de Sherbrooke
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaCanadian Institutes of Health ResearchAlberta Machine Intelligence InstitutePublic Health AgencyPublic Health Agency of Canada
Mots-clésCoronavirus disease 2019 (COVID-19)2019-20 coronavirus outbreakSevere acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2)Computer scienceResource (disambiguation)Data scienceMedicineVirologyInternal medicineOutbreakInfectious disease (medical specialty)Disease

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

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.

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)0,003
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,002
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesÉtudes des sciences et des technologies
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,468
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0030,002
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,001
Études des sciences et des technologies0,0020,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
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 Opus0,066
Tête enseignante GPT0,286
Écart entre enseignants0,221 · 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'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

Citations14
Publié2022
Routes d'admission3
Résumé présentoui

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