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Enregistrement W4389380498 · doi:10.2196/47262

Evaluation of Machine Learning Approaches for Predicting Warfarin Discharge Dose in Cardiac Surgery Patients: Retrospective Algorithm Development and Validation Study

2023· article· en· W4389380498 sur OpenAlexaffvenueabout
Lindsay Dryden, Jacquelin Song, Teresa J. Valenzano, Zhen Yang, Meggie Debnath, Rebecca Lin, Jane Topolovec‐Vranic, Muhammad Mamdani, Tony Antoniou

Notice bibliographique

RevueJMIR Cardio · 2023
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueAtrial Fibrillation Management and Outcomes
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésWarfarinMedicineDosingCardiac surgeryCohortRetrospective cohort studyMitral valve replacementInternal medicineCardiologySurgeryMachine learningMitral valveAtrial fibrillationComputer science

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: Warfarin dosing in cardiac surgery patients is complicated by a heightened sensitivity to the drug, predisposing patients to adverse events. Predictive algorithms are therefore needed to guide warfarin dosing in cardiac surgery patients. OBJECTIVE: This study aimed to develop and validate an algorithm for predicting the warfarin dose needed to attain a therapeutic international normalized ratio (INR) at the time of discharge in cardiac surgery patients. METHODS: We abstracted variables influencing warfarin dosage from the records of 1031 encounters initiating warfarin between April 1, 2011, and November 29, 2019, at St Michael's Hospital in Toronto, Ontario, Canada. We compared the performance of penalized linear regression, k-nearest neighbors, random forest regression, gradient boosting, multivariate adaptive regression splines, and an ensemble model combining the predictions of the 5 regression models. We developed and validated separate models for predicting the warfarin dose required for achieving a discharge INR of 2.0-3.0 in patients undergoing all forms of cardiac surgery except mechanical mitral valve replacement and a discharge INR of 2.5-3.5 in patients receiving a mechanical mitral valve replacement. For the former, we selected 80% of encounters (n=780) who had initiated warfarin during their hospital admission and had achieved a target INR of 2.0-3.0 at the time of discharge as the training cohort. Following 10-fold cross-validation, model accuracy was evaluated in a test cohort comprised solely of cardiac surgery patients. For patients requiring a target INR of 2.5-3.5 (n=165), we used leave-p-out cross-validation (p=3 observations) to estimate model performance. For each approach, we determined the mean absolute error (MAE) and the proportion of predictions within 20% of the true warfarin dose. We retrospectively evaluated the best-performing algorithm in clinical practice by comparing the proportion of cardiovascular surgery patients discharged with a therapeutic INR before (April 2011 and July 2019) and following (September 2021 and May 2, 2022) its implementation in routine care. RESULTS: Random forest regression was the best-performing model for patients with a target INR of 2.0-3.0, an MAE of 1.13 mg, and 39.5% of predictions of falling within 20% of the actual therapeutic discharge dose. For patients with a target INR of 2.5-3.5, the ensemble model performed best, with an MAE of 1.11 mg and 43.6% of predictions being within 20% of the actual therapeutic discharge dose. The proportion of cardiovascular surgery patients discharged with a therapeutic INR before and following implementation of these algorithms in clinical practice was 47.5% (305/641) and 61.1% (11/18), respectively. CONCLUSIONS: Machine learning algorithms based on routinely available clinical data can help guide initial warfarin dosing in cardiac surgery patients and optimize the postsurgical anticoagulation of these patients.

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)0,039
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,056
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: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,039
Score d'incertitude au seuil0,206

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0390,056
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0020,001
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0020,001
Intégrité de la recherche0,0010,002
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 Opus0,136
Tête enseignante GPT0,348
Écart entre enseignants0,212 · 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

Citations6
Publié2023
Routes d'admission3
Résumé présentoui

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