Interpretable Deep Learning System for Identifying Critical Patients Through the Prediction of Triage Level, Hospitalization, and Length of Stay: Prospective Study
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Triage is the process of accurately assessing patients' symptoms and providing them with proper clinical treatment in the emergency department (ED). While many countries have developed their triage process to stratify patients' clinical severity and thus distribute medical resources, there are still some limitations of the current triage process. Since the triage level is mainly identified by experienced nurses based on a mix of subjective and objective criteria, mis-triage often occurs in the ED. It can not only cause adverse effects on patients, but also impose an undue burden on the health care delivery system. OBJECTIVE: Our study aimed to design a prediction system based on triage information, including demographics, vital signs, and chief complaints. The proposed system can not only handle heterogeneous data, including tabular data and free-text data, but also provide interpretability for better acceptance by the ED staff in the hospital. METHODS: In this study, we proposed a system comprising 3 subsystems, with each of them handling a single task, including triage level prediction, hospitalization prediction, and length of stay prediction. We used a large amount of retrospective data to pretrain the model, and then, we fine-tuned the model on a prospective data set with a golden label. The proposed deep learning framework was built with TabNet and MacBERT (Chinese version of bidirectional encoder representations from transformers [BERT]). RESULTS: The performance of our proposed model was evaluated on data collected from the National Taiwan University Hospital (901 patients were included). The model achieved promising results on the collected data set, with accuracy values of 63%, 82%, and 71% for triage level prediction, hospitalization prediction, and length of stay prediction, respectively. CONCLUSIONS: Our system improved the prediction of 3 different medical outcomes when compared with other machine learning methods. With the pretrained vital sign encoder and repretrained mask language modeling MacBERT encoder, our multimodality model can provide a deeper insight into the characteristics of electronic health records. Additionally, by providing interpretability, we believe that the proposed system can assist nursing staff and physicians in taking appropriate medical decisions.
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 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 | 0,001 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
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.
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; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».