Time Series AI Model for Acute Kidney Injury Detection Based on a Multicenter Distributed Research Network: Development and Verification Study
Notice bibliographique
Résumé
Background: Acute kidney injury (AKI) is a marker of clinical deterioration and renal toxicity. While there are many studies offering prediction models for the early detection of AKI, those predicting AKI occurrence using distributed research network (DRN)-based time series data are rare. Objective: In this study, we aimed to detect the early occurrence of AKI by applying an interpretable long short-term memory (LSTM)-based model to hospital electronic health record (EHR)-based time series data in patients who took nephrotoxic drugs using a DRN. Methods: We conducted a multi-institutional retrospective cohort study of data from 6 hospitals using a DRN. For each institution, a patient-based data set was constructed using 5 drugs for AKI, and an interpretable multivariable LSTM (IMV-LSTM) model was used for training. This study used propensity score matching to mitigate differences in demographics and clinical characteristics. Additionally, the temporal attention values of the AKI prediction model's contribution variables were demonstrated for each institution and drug, with differences in highly important feature distributions between the case and control data confirmed using 1-way ANOVA. Results: This study analyzed 8643 and 31,012 patients with and without AKI, respectively, across 6 hospitals. When analyzing the distribution of AKI onset, vancomycin showed an earlier onset (median 12, IQR 5-25 days), and acyclovir was the slowest compared to the other drugs (median 23, IQR 10-41 days). Our temporal deep learning model for AKI prediction performed well for most drugs. Acyclovir had the highest average area under the receiver operating characteristic curve score per drug (0.94), followed by acetaminophen (0.93), vancomycin (0.92), naproxen (0.90), and celecoxib (0.89). Based on the temporal attention values of the variables in the AKI prediction model, verified lymphocytes and calcvancomycin ium had the highest attention, whereas lymphocytes, albumin, and hemoglobin tended to decrease over time, and urine pH and prothrombin time tended to increase. Conclusions: Early surveillance of AKI outbreaks can be achieved by applying an IMV-LSTM based on time series data through an EHR-based DRN. This approach can help identify risk factors and enable early detection of adverse drug reactions when prescribing drugs that cause renal toxicity before AKI occurs.
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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 | 0,010 | 0,014 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| 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 | 0,002 |
| 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 ».