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Enregistrement W4285341019 · doi:10.2196/34533

Predicting Therapeutic Response to Unfractionated Heparin Therapy: Machine Learning Approach

2022· article· en· W4285341019 sur OpenAlexvenueno aff
Ahmad Abdel‐Hafez, Ian Scott, Nazanin Falconer, Stephen Canaris, Oscar Bonilla, Sven Marxen, Aaron Van Garderen, Michael Barras

Notice bibliographique

RevueInteractive Journal of Medical Research · 2022
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueHeparin-Induced Thrombocytopenia and Thrombosis
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésPartial thromboplastin timeMedicineNomogramHeparinProthrombin timeTherapeutic indexActivated clotting timeInternal medicineCoagulationDrugPharmacology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: Unfractionated heparin (UFH) is an anticoagulant drug that is considered a high-risk medication because an excessive dose can cause bleeding, whereas an insufficient dose can lead to a recurrent embolic event. Therapeutic response to the initiation of intravenous UFH is monitored using activated partial thromboplastin time (aPTT) as a measure of blood clotting time. Clinicians iteratively adjust the dose of UFH toward a target, indication-defined therapeutic aPTT range using nomograms, but this process can be imprecise and can take ≥36 hours to achieve the target range. Thus, a more efficient approach is required. OBJECTIVE: In this study, we aimed to develop and validate a machine learning (ML) algorithm to predict aPTT within 12 hours after a specified bolus and maintenance dose of UFH. METHODS: This was a retrospective cohort study of 3019 patient episodes of care from January 2017 to August 2020 using data collected from electronic health records of 5 hospitals in Queensland, Australia. Data from 4 hospitals were used to build and test ensemble models using cross-validation, whereas data from the fifth hospital were used for external validation. We built 2 ML models: a regression model to predict the aPTT value after a UFH bolus dose and a multiclass model to predict the aPTT, classified as subtherapeutic (aPTT <70 seconds), therapeutic (aPTT 70-100 seconds), or supratherapeutic (aPTT >100 seconds). Modeling was performed using Driverless AI (H2O), an automated ML tool, and 17 different experiments were iteratively conducted to optimize model accuracy. RESULTS: In predicting aPTT, the best performing model was an ensemble with 4x LightGBM models with a root mean square error of 31.35 (SD 1.37). In predicting the aPTT class using a repurposed data set, the best performing ensemble model achieved an accuracy of 0.599 (SD 0.0289) and an area under the receiver operating characteristic curve of 0.735. External validation yielded similar results: root mean square error of 30.52 (SD 1.29) for the aPTT prediction model, and accuracy of 0.568 (SD 0.0315) and area under the receiver operating characteristic curve of 0.724 for the aPTT multiclassification model. CONCLUSIONS: To the best of our knowledge, this is the first ML model applied to intravenous UFH dosing that has been developed and externally validated in a multisite adult general medical and surgical inpatient setting. We present the processes of data collection, preparation, and feature engineering for replication.

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)0,003
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,007
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Observationnel · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,007
Score d'incertitude au seuil0,017

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0030,007
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0020,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,000
Science ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

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 Opus0,123
Tête enseignante GPT0,449
Écart entre enseignants0,326 · 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'étudeObservationnel
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

Citations13
Publié2022
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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