Survival models and longitudinal medical events for hospital readmission forecasting
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: The rate of 30-day all-cause hospital readmissions can affect the funding a hospital receives. An accurate and reliable readmission prediction model could save money and increase quality-of-care. Few projects have explored formulating this task as a survival prediction problem, where models can exploit a real-valued time-to-readmission target. This paper demonstrates the effectiveness of a survival-inspired readmission model, especially when paired with a longitudinal patient representation that is agnostic to disease-cohort and predictive task. METHODS: We forecast readmissions for a population-level cohort of 421,088 patients discharged in 2015 and 2016 from hospitals in Alberta, Canada. Clinical features and sequences of historical medical codes (calculated from at least four full years prior to discharge) from linked administrative sources serve as model inputs. We trained binary 30-day readmission models (XGBoost and a Deep Neural Network) and time-to-event readmission models (CoxPH and N-MTLR) with and without machine-learned medical knowledge at initialization, then compared against the popular LACE-based model using the AUROC score at 30 days (AUROC@30). Survival models are additionally evaluated using concordance, Integrated Brier, and L1-loss scores. RESULTS: All models that utilize sequence features markedly out-perform even the best models trained on only clinical features. Further, a time-to-event target improves predictive performance at 30 days, given the same model inputs and architecture. N-MTLR, using solely sequence inputs and initialized with pre-learned medical knowledge, achieves an average AUROC@30 of 0.8460 over five folds with a standard deviation of 0.003. All trained models match or out-perform the LACE baseline of 0.6587±0.003. CONCLUSION: Sequences of administrative medical codes contain rich predictive information for forecasting readmissions, and embedding medical knowledge a priori using machine learning provides readmission models an advantageous foundation for training. When combined with a model that can leverage a time-to-event target, excellent performance is possible on the 30-day all-cause readmission task using only administrative data.
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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 | 0,002 | 0,007 |
| 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 ».