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Enregistrement W4399599397 · doi:10.2196/preprints.60885

Identifying Episodes of Hypovigilance in Intensive Care Units Using Routine Physiological Parameters and Artificial Intelligence: a Derivation Study (Preprint)

2024· preprint· en· W4399599397 sur OpenAlexaffabout
Raphaëlle Giguère, Victor Niaussat, Monia Noël-Hunter, William Witteman, Tanya S. Paul, Alexandre Marois, Philippe Després, Simon Duchesne, Patrick Archambault

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typepreprint
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueIntensive Care Unit Cognitive Disorders
Établissements canadiensInstitut universitaire de cardiologie et de pneumologie de QuébecCentre intégré de santé et de services sociaux de Chaudière-AppalachesCentre Intégré de Santé et Services Sociaux de Chaudière-AppalacheThales (Canada)Université Laval
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésDeliriumVital signsMedicineObservational studyIntensive careSedationIntensive care medicineEmergency medicineMachine learningArtificial intelligenceComputer scienceInternal medicineSurgery

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND Delirium is a prevalent condition in intensive care units (ICUs), often leading to adverse outcomes. Hypoactive delirium is particularly difficult to detect. Despite advancements, timely identification of hypoactive delirium remains challenging due to its dynamic nature, lack of human resources, lack of reliable monitoring tools, and subtle clinical signs that include hypovigilance. Machine learning detection models could support the identification of hypoactive delirium episodes by better detecting episodes of hypovigilance. OBJECTIVE In this study, we aim to develop a machine learning algorithm capable of detecting hypovigilance events using routinely collected physiological data in the ICU. METHODS This derivation study used prospective observational data collected from eligible ICU patients in Lévis, Québec. We included patients admitted to the ICU between October 2021 and June 2022 who were at least 18 years old and had an anticipated ICU stay of at least 48 hours. ICU nurses identified hypovigilant states every hour using the Richmond Agitation and Sedation Scale (RASS) or the Ramsay Sedation Scale (RSS). Routine vital signs (heart rate, respiratory rate, blood pressure, and oxygen saturation), as well as other physiological and clinical variables (premature ventricular contractions, intubation, use of sedative medication, and fever), were automatically collected using a GE CARESCAPE Gateway or manually collected through chart review. Time series were generated around hypovigilance episodes for analysis. Random Forest, XGBoost, and LightGBM classifiers were then used to detect hypovigilant episodes on the basis of analyzing time series. Hyperparameter optimization was performed using random search in a 10-fold group cross-validation setup. We report the results of this study using the TRIPOD+AI guidelines and potential biases were assessed using PROBAST. RESULTS Out of 146 potentially eligible participants, data from 30 patients (mean age: 69 years old; 63% male) were collected for analysis. Of the group, 30% were admitted to the ICU for surgical reasons. Following data preprocessing, the study included 1,493 hypovigilance episodes and 764 non-hypovigilant episodes. Among the three sets of models evaluated, LightGBM demonstrated the best performance. It achieved an average accuracy of 68% to detect hypovigilant episodes, with a precision of 76%, a recall of 74%, an AUC of 60%, and an F1 score of 69%. Notably, the model was particularly influenced by intubation, respiratory rate, and systolic blood pressure acquired non-invasively. CONCLUSIONS All of the classifiers showed promising precision and recall, with slightly different yet comparable performance in classifying hypovigilant episodes. Machine learning algorithms designed to detect hypovigilance have the potential to support early detection of hypoactive delirium in ICU 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)0,003
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,018
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 enseignants0,144
Score d'incertitude au seuil0,287

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0030,018
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,000
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

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 Opus0,155
Tête enseignante GPT0,379
Écart entre enseignants0,224 · 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

Citations0
Publié2024
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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