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Enregistrement W4291127738 · doi:10.2196/preprints.41725

Machine Learning and Causal Approaches to Predict Readmissions and Its Economic Consequences Among Canadian Patients With Heart Disease: Retrospective Study (Preprint)

2022· preprint· en· W4291127738 sur OpenAlexaffabout
Ethan Rajkumar, Kevin Mekhaphan Nguyen, Sandra Radic, Jubelle Paa, Qiyang Geng

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typepreprint
Langueen
DomaineEconomics, Econometrics and Finance
ThématiqueHealth Systems, Economic Evaluations, Quality of Life
Établissements canadiensUniversity of British Columbia
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésEnsemble learningMachine learningArtificial intelligenceComputer scienceReceiver operating characteristicEnsemble forecastingRetrospective cohort studyPrincipal component analysisStatisticsData miningMedicineMathematicsSurgery

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND Unplanned patient readmissions within 30 days of discharge pose a substantial challenge in Canadian health care economics. To address this issue, risk stratification, machine learning, and linear regression paradigms have been proposed as potential predictive solutions. Ensemble machine learning methods, such as stacked ensemble models with boosted tree algorithms, have shown promise for early risk identification in specific patient groups. OBJECTIVE This study aims to implement an ensemble model with submodels for structured data, compare metrics, evaluate the impact of optimized data manipulation with principal component analysis on shorter readmissions, and quantitatively verify the causal relationship between expected length of stay (ELOS) and resource intensity weight (RIW) value for a comprehensive economic perspective. METHODS This retrospective study used Python 3.9 and streamlined libraries to analyze data obtained from the Discharge Abstract Database covering 2016 to 2021. The study used 2 sub–data sets, clinical and geographical data sets, to predict patient readmission and analyze its economic implications, respectively. A stacking classifier ensemble model was used after principal component analysis to predict patient readmission. Linear regression was performed to determine the relationship between RIW and ELOS. RESULTS The ensemble model achieved precision and slightly higher recall (0.49 and 0.68), indicating a higher instance of false positives. The model was able to predict cases better than other models in the literature. Per the ensemble model, readmitted women and men aged 40 to 44 and 35 to 39 years, respectively, were more likely to use resources. The regression tables verified the causality of the model and confirmed the trend that patient readmission is much more costly than continued hospital stay without discharge for both the patient and health care system. CONCLUSIONS This study validates the use of hybrid ensemble models for predicting economic cost models in health care with the goal of reducing the bureaucratic and utility costs associated with hospital readmissions. The availability of robust and efficient predictive models, as demonstrated in this study, can help hospitals focus more on patient care while maintaining low economic costs. This study predicts the relationship between ELOS and RIW, which can indirectly impact patient outcomes by reducing administrative tasks and physicians’ burden, thereby reducing the cost burdens placed on patients. It is recommended that changes to the general ensemble model and linear regressions be made to analyze new numerical data for predicting hospital costs. Ultimately, the proposed work hopes to emphasize the advantages of implementing hybrid ensemble models in forecasting health care economic cost models, empowering hospitals to prioritize patient care while simultaneously decreasing administrative and bureaucratic expenses.

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)0,018
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: Observationnel
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,988
Score d'incertitude au seuil0,092

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0030,018
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,001
Bibliométrie0,0020,005
Études des sciences et des technologies0,0010,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0000,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0030,001

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 Opus0,236
Tête enseignante GPT0,356
Écart entre enseignants0,120 · 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

Citations0
Publié2022
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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