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Enregistrement W4285341647 · doi:10.2196/34504

Accurate Forecasting of Emergency Department Arrivals With Internet Search Index and Machine Learning Models: Model Development and Performance Evaluation

2022· article· en· W4285341647 sur OpenAlexvenueno aff
Bi Fan, Jiaxuan Peng, Hainan Guo, Haobin Gu, Tingting Wu

Notice bibliographique

RevueJMIR Medical Informatics · 2022
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueEmergency and Acute Care Studies
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesNatural Science Foundation of Guangdong ProvinceNational Natural Science Foundation of China
Mots-clésOvercrowdingComputer scienceIndex (typography)The InternetEmergency departmentMachine learningTriageArtificial intelligenceData miningOperations researchMedical emergencyMedicineEngineering

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: Emergency department (ED) overcrowding is a concerning global health care issue, which is mainly caused by the uncertainty of patient arrivals, especially during the pandemic. Accurate forecasting of patient arrivals can allow health resource allocation in advance to reduce overcrowding. Currently, traditional data, such as historical patient visits, weather, holiday, and calendar, are primarily used to create forecasting models. However, data from an internet search engine (eg, Google) is less studied, although they can provide pivotal real-time surveillance information. The internet data can be employed to improve forecasting performance and provide early warning, especially during the epidemic. Moreover, possible nonlinearities between patient arrivals and these variables are often ignored. OBJECTIVE: This study aims to develop an intelligent forecasting system with machine learning models and internet search index to provide an accurate prediction of ED patient arrivals, to verify the effectiveness of the internet search index, and to explore whether nonlinear models can improve the forecasting accuracy. METHODS: Data on ED patient arrivals were collected from July 12, 2009, to June 27, 2010, the period of the 2009 H1N1 pandemic. These included 139,910 ED visits in our collaborative hospital, which is one of the biggest public hospitals in Hong Kong. Traditional data were also collected during the same period. The internet search index was generated from 268 search queries on Google to comprehensively capture the information about potential patients. The relationship between the index and patient arrivals was verified by Pearson correlation coefficient, Johansen cointegration, and Granger causality. Linear and nonlinear models were then developed with the internet search index to predict patient arrivals. The accuracy and robustness were also examined. RESULTS: All models could accurately predict patient arrivals. The causality test indicated internet search index as a strong predictor of ED patient arrivals. With the internet search index, the mean absolute percentage error (MAPE) and the root mean square error (RMSE) of the linear model reduced from 5.3% to 5.0% and from 24.44 to 23.18, respectively, whereas the MAPE and RMSE of the nonlinear model decreased even more, from 3.5% to 3% and from 16.72 to 14.55, respectively. Compared with each other, the experimental results revealed that the forecasting system with extreme learning machine, as well as the internet search index, had the best performance in both forecasting accuracy and robustness analysis. CONCLUSIONS: The proposed forecasting system can make accurate, real-time prediction of ED patient arrivals. Compared with the static traditional variables, the internet search index significantly improves forecasting as a reliable predictor monitoring continuous behavior trend and sudden changes during the epidemic (P=.002). The nonlinear model performs better than the linear counterparts by capturing the dynamic relationship between the index and patient arrivals. Thus, the system can facilitate staff planning and workflow monitoring.

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 enseignants0,838
Score d'incertitude au seuil0,395

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 recherche0,0000,000
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 Opus0,117
Tête enseignante GPT0,340
Écart entre enseignants0,224 · 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

Citations12
Publié2022
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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