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Enregistrement W4366083921 · doi:10.2196/41775

Comparison of Machine Learning Algorithms for Predicting Hospital Readmissions and Worsening Heart Failure Events in Patients With Heart Failure With Reduced Ejection Fraction: Modeling Study

2023· article· en· W4366083921 sur OpenAlexvenueno aff
Boshu Ru, Xi Tan, Yu Liu, Kartik Kannapur, Dheepan Ramanan, Garin Kessler, Dominik Lautsch, Gregg C. Fonarow

Notice bibliographique

RevueJMIR Formative Research · 2023
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueHeart Failure Treatment and Management
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésEjection fractionHeart failureMedicineLogistic regressionRandom forestMachine learningArtificial intelligenceGradient boostingArtificial neural networkInternal medicineAlgorithmDiagnosis codeEmergency medicineCardiologyComputer sciencePopulation

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: Heart failure (HF) is highly prevalent in the United States. Approximately one-third to one-half of HF cases are categorized as HF with reduced ejection fraction (HFrEF). Patients with HFrEF are at risk of worsening HF, have a high risk of adverse outcomes, and experience higher health care use and costs. Therefore, it is crucial to identify patients with HFrEF who are at high risk of subsequent events after HF hospitalization. OBJECTIVE: Machine learning (ML) has been used to predict HF-related outcomes. The objective of this study was to compare different ML prediction models and feature construction methods to predict 30-, 90-, and 365-day hospital readmissions and worsening HF events (WHFEs). METHODS: We used the Veradigm PINNACLE outpatient registry linked to Symphony Health's Integrated Dataverse data from July 1, 2013, to September 30, 2017. Adults with a confirmed diagnosis of HFrEF and HF-related hospitalization were included. WHFEs were defined as HF-related hospitalizations or outpatient intravenous diuretic use within 1 year of the first HF hospitalization. We used different approaches to construct ML features from clinical codes, including frequencies of clinical classification software (CCS) categories, Bidirectional Encoder Representations From Transformers (BERT) trained with CCS sequences (BERT + CCS), BERT trained on raw clinical codes (BERT + raw), and prespecified features based on clinical knowledge. A multilayer perceptron neural network, extreme gradient boosting (XGBoost), random forest, and logistic regression prediction models were applied and compared. RESULTS: A total of 30,687 adult patients with HFrEF were included in the analysis; 11.41% (3184/27,917) of adults experienced a hospital readmission within 30 days of their first HF hospitalization, and nearly half (9231/21,562, 42.81%) of the patients experienced at least 1 WHFE within 1 year after HF hospitalization. The prediction models and feature combinations with the best area under the receiver operating characteristic curve (AUC) for each outcome were XGBoost with CCS frequency (AUC=0.595) for 30-day readmission, random forest with CCS frequency (AUC=0.630) for 90-day readmission, XGBoost with CCS frequency (AUC=0.649) for 365-day readmission, and XGBoost with CCS frequency (AUC=0.640) for WHFEs. Our ML models could discriminate between readmission and WHFE among patients with HFrEF. Our model performance was mediocre, especially for the 30-day readmission events, most likely owing to limitations of the data, including an imbalance between positive and negative cases and high missing rates of many clinical variables and outcome definitions. CONCLUSIONS: We predicted readmissions and WHFEs after HF hospitalizations in patients with HFrEF. Features identified by data-driven approaches may be comparable with those identified by clinical domain knowledge. Future work may be warranted to validate and improve the models using more longitudinal electronic health records that are complete, are comprehensive, and have a longer follow-up time.

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)0,012
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,020
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
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 enseignants0,014
Score d'incertitude au seuil0,000

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0120,020
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0020,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0020,003
Bibliométrie0,0020,001
Études des sciences et des technologies0,0010,000
Communication savante0,0010,002
Science ouverte0,0020,001
Intégrité de la recherche0,0010,002
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 Opus0,052
Tête enseignante GPT0,404
Écart entre enseignants0,352 · 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'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

Citations30
Publié2023
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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