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Enregistrement W4387456011 · doi:10.2196/44763

Machine Learning Algorithms Predict Successful Weaning From Mechanical Ventilation Before Intubation: Retrospective Analysis From the Medical Information Mart for Intensive Care IV Database

2023· article· en· W4387456011 sur OpenAlexvenueno aff
Jinchul Kim, Yun Kwan Kim, Hyeyeon Kim, Hyojung Jung, Soonjeong Koh, Yujeong Kim, Dukyong Yoon, Hahn Yi, Hyung‐Jun Kim

Notice bibliographique

RevueJMIR Formative Research · 2023
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueRespiratory Support and Mechanisms
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesDivision of Human Resource DevelopmentKorea Health Industry Development InstituteSeoul National UniversitySeoul National University Bundang Hospital
Mots-clésReceiver operating characteristicMechanical ventilationIntubationRandom forestMedicineLogistic regressionIntensive care unitMachine learningWeaningIntensive careArtificial intelligenceEmergency medicineDatabaseIntensive care medicineComputer scienceSurgeryInternal medicine

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: The prediction of successful weaning from mechanical ventilation (MV) in advance of intubation can facilitate discussions regarding end-of-life care before unnecessary intubation. OBJECTIVE: We aimed to develop a machine learning-based model that predicts successful weaning from ventilator support based on routine clinical and laboratory data taken before or immediately after intubation. METHODS: We used the Medical Information Mart for Intensive Care IV database, which is an open-access database covering 524,740 admissions of 382,278 patients in Beth Israel Deaconess Medical Center, United States, from 2008 to 2019. We selected adult patients who underwent MV in the intensive care unit (ICU). Clinical and laboratory variables that are considered relevant to the prognosis of the patient in the ICU were selected. Data collected before or within 24 hours of intubation were used to develop machine learning models that predict the probability of successful weaning within 14 days of ventilator support. Developed models were integrated into an ensemble model. Performance metrics were calculated by 5-fold cross-validation for each model, and a permutation feature importance and Shapley additive explanations analysis was conducted to better understand the impacts of individual variables on outcome prediction. RESULTS: Of the 23,242 patients, 19,025 (81.9%) patients were successfully weaned from MV within 14 days. Using the preselected 46 clinical and laboratory variables, the area under the receiver operating characteristic curve of CatBoost classifier, random forest classifier, and regularized logistic regression classifier models were 0.860 (95% CI 0.852-0.868), 0.855 (95% CI 0.848-0.863), and 0.823 (95% CI 0.813-0.832), respectively. Using the ensemble voting classifier using the 3 models above, the final model revealed the area under the receiver operating characteristic curve of 0.861 (95% CI 0.853-0.869), which was significantly better than that of Simplified Acute Physiology Score II (0.749, 95% CI 0.742-0.756) and Sequential Organ Failure Assessment (0.588, 95% CI 0.566-0.609). The top features included lactate and anion gap. The model's performance achieved a plateau with approximately the top 21 variables. CONCLUSIONS: We developed machine learning algorithms that can predict successful weaning from MV in advance to intubation in the ICU. Our models can aid the appropriate management for patients who hesitate to decide on ventilator support or meaningless end-of-life care.

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)0,011
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 enseignants0,003
Score d'incertitude au seuil0,017

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0030,011
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0020,002
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
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 Opus0,042
Tête enseignante GPT0,382
Écart entre enseignants0,340 · 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

Citations16
Publié2023
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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