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Enregistrement W4399871206 · doi:10.3389/fmed.2024.1398565

Compact machine learning model for the accurate prediction of first 24-hour survival of mechanically ventilated patients

2024· article· en· W4399871206 sur OpenAlexaff
Quynh T. Nguyen, Mai P. Tran, Vishnu Prabhakaran, Andy Liu, Ghi Nguyen Hai

Notice bibliographique

RevueFrontiers in Medicine · 2024
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueSepsis Diagnosis and Treatment
Établissements canadiensLangara College
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésArtificial intelligenceDecision treeMachine learningRandom forestSupport vector machineTest setComputer scienceNaive Bayes classifierTree (set theory)Alternating decision treeLogistic regressionPopulationLinear discriminant analysisLogistic model treePredictive modellingDecision tree learningMathematicsIncremental decision treeMedicine

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Background: The field of machine learning has been evolving and applied in medical applications. We utilised a public dataset, MIMIC-III, to develop compact models that can accurately predict the outcome of mechanically ventilated patients in the first 24 h of first-time hospital admission. Methods: 67 predictive features, grouped into 6 categories, were selected for the classification and prediction task. 4 tree-based algorithms (Decision Tree, Bagging, eXtreme Gradient Boosting and Random Forest), and 5 non-tree-based algorithms (Logistic Regression, K-Nearest Neighbour, Linear Discriminant Analysis, Support Vector Machine and Naïve Bayes), were employed to predict the outcome of 18,883 mechanically ventilated patients. 5 scenarios were crafted to mirror the target population as per existing literature. S1.1 reflected an imbalanced situation, with significantly fewer mortality cases than survival ones, and both the training and test sets played similar target class distributions. S1.2 and S2.2 featured balanced classes; however, instances from the majority class were removed from the test set and/or the training set. S1.3 and S 2.3 generated additional instances of the minority class via the Synthetic Minority Over-sampling Technique. Standard evaluation metrics were used to determine the best-performing models for each scenario. With the best performers, Autofeat, an automated feature engineering library, was used to eliminate less important features per scenario. Results: Tree-based models generally outperformed the non-tree-based ones. Moreover, XGB consistently yielded the highest AUC score (between 0.91 and 0.97), while exhibiting relatively high Sensitivity (between 0.58 and 0.88) on 4 scenarios (1.2, 2.2, 1.3, and 2.3). After reducing a significant number of predictors, the selected calibrated ML models were still able to achieve similar AUC and MCC scores across those scenarios. The calibration curves of the XGB and BG models, both prior to and post dimension reduction in Scenario 2.2, showed better alignment to the perfect calibration line than curves produced from other algorithms. Conclusion: This study demonstrated that dimension-reduced models can perform well and are able to retain the important features for the classification tasks. Deploying a compact machine learning model into production helps reduce costs in terms of computational resources and monitoring changes in input data over time.

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 distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Observationnel · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,912
Score d'incertitude au seuil0,360

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
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 Opus0,081
Tête enseignante GPT0,326
Écart entre enseignants0,245 · 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 tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeObservationnel
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

Citations7
Publié2024
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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