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Enregistrement W4387459939 · doi:10.1186/s12911-023-02306-0

Machine learning clinical prediction models for acute kidney injury: the impact of baseline creatinine on prediction efficacy

2023· article· en· W4387459939 sur OpenAlexaff
Amir Kamel Rahimi, Moji Ghadimi, Anton van der Vegt, Oliver J. Canfell, Jason D. Pole, Clair Sullivan, Sally Shrapnel

Notice bibliographique

RevueBMC Medical Informatics and Decision Making · 2023
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueAcute Kidney Injury Research
Établissements canadiensInstitute for Clinical Evaluative SciencesPublic Health OntarioUniversity of Toronto
Organismes subventionnairesDigital Health CRCAustralian Government
Mots-clésBaseline (sea)MedicineAcute kidney injuryIntensive care unitKidney diseaseCreatinineIntensive care medicineVariance (accounting)Predictive modellingRenal functionClinical PracticeEmergency medicineMachine learningInternal medicineComputer sciencePhysical therapy

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: There are many Machine Learning (ML) models which predict acute kidney injury (AKI) for hospitalised patients. While a primary goal of these models is to support clinical decision-making, the adoption of inconsistent methods of estimating baseline serum creatinine (sCr) may result in a poor understanding of these models' effectiveness in clinical practice. Until now, the performance of such models with different baselines has not been compared on a single dataset. Additionally, AKI prediction models are known to have a high rate of false positive (FP) events regardless of baseline methods. This warrants further exploration of FP events to provide insight into potential underlying reasons. OBJECTIVE: The first aim of this study was to assess the variance in performance of ML models using three methods of baseline sCr on a retrospective dataset. The second aim was to conduct an error analysis to gain insight into the underlying factors contributing to FP events. MATERIALS AND METHODS: The Intensive Care Unit (ICU) patients of the Medical Information Mart for Intensive Care (MIMIC)-IV dataset was used with the KDIGO (Kidney Disease Improving Global Outcome) definition to identify AKI episodes. Three different methods of estimating baseline sCr were defined as (1) the minimum sCr, (2) the Modification of Diet in Renal Disease (MDRD) equation and the minimum sCr and (3) the MDRD equation and the mean of preadmission sCr. For the first aim of this study, a suite of ML models was developed for each baseline and the performance of the models was assessed. An analysis of variance was performed to assess the significant difference between eXtreme Gradient Boosting (XGB) models across all baselines. To address the second aim, Explainable AI (XAI) methods were used to analyse the XGB errors with Baseline 3. RESULTS: Regarding the first aim, we observed variances in discriminative metrics and calibration errors of ML models when different baseline methods were adopted. Using Baseline 1 resulted in a 14% reduction in the f1 score for both Baseline 2 and Baseline 3. There was no significant difference observed in the results between Baseline 2 and Baseline 3. For the second aim, the FP cohort was analysed using the XAI methods which led to relabelling data with the mean of sCr in 180 to 0 days pre-ICU as the preferred sCr baseline method. The XGB model using this relabelled data achieved an AUC of 0.85, recall of 0.63, precision of 0.54 and f1 score of 0.58. The cohort size was 31,586 admissions, of which 5,473 (17.32%) had AKI. CONCLUSION: In the absence of a widely accepted method of baseline sCr, AKI prediction studies need to consider the impact of different baseline methods on the effectiveness of ML models and their potential implications in real-world implementations. The utilisation of XAI methods can be effective in providing insight into the occurrence of prediction errors. This can potentially augment the success rate of ML implementation in routine 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 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)0,006
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,019
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMétarecherche
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,978
Score d'incertitude au seuil0,990

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0060,019
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0000,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,001
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 Opus0,098
Tête enseignante GPT0,468
Écart entre enseignants0,370 · 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.

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

Citations17
Publié2023
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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