Characterizing the limitations of using diagnosis codes in the context of machine learning for healthcare
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Diagnostic codes are commonly used as inputs for clinical prediction models, to create labels for prediction tasks, and to identify cohorts for multicenter network studies. However, the coverage rates of diagnostic codes and their variability across institutions are underexplored. The primary objective was to describe lab- and diagnosis-based labels for 7 selected outcomes at three institutions. Secondary objectives were to describe agreement, sensitivity, and specificity of diagnosis-based labels against lab-based labels. METHODS: This study included three cohorts: SickKids from The Hospital for Sick Children, and StanfordPeds and StanfordAdults from Stanford Medicine. We included seven clinical outcomes with lab-based definitions: acute kidney injury, hyperkalemia, hypoglycemia, hyponatremia, anemia, neutropenia and thrombocytopenia. For each outcome, we created four lab-based labels (abnormal, mild, moderate and severe) based on test result and one diagnosis-based label. Proportion of admissions with a positive label were presented for each outcome stratified by cohort. Using lab-based labels as the gold standard, agreement using Cohen's Kappa, sensitivity and specificity were calculated for each lab-based severity level. RESULTS: The number of admissions included were: SickKids (n = 59,298), StanfordPeds (n = 24,639) and StanfordAdults (n = 159,985). The proportion of admissions with a positive diagnosis-based label was significantly higher for StanfordPeds compared to SickKids across all outcomes, with odds ratio (99.9% confidence interval) for abnormal diagnosis-based label ranging from 2.2 (1.7-2.7) for neutropenia to 18.4 (10.1-33.4) for hyperkalemia. Lab-based labels were more similar by institution. When using lab-based labels as the gold standard, Cohen's Kappa and sensitivity were lower at SickKids for all severity levels compared to StanfordPeds. CONCLUSIONS: Across multiple outcomes, diagnosis codes were consistently different between the two pediatric institutions. This difference was not explained by differences in test results. These results may have implications for machine learning model development and deployment.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,242 | 0,668 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,005 | 0,006 |
| Études des sciences et des technologies | 0,002 | 0,004 |
| Communication savante | 0,010 | 0,009 |
| Science ouverte | 0,003 | 0,005 |
| Intégrité de la recherche | 0,003 | 0,005 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
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.
score_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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; l’étiquette directe de Gemma et le classifieur distillé Codex s’accordent sur ce qui est montré ici.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».