Comprehensive prediction of outcomes in patients with ST elevation myocardial infarction (STEMI) using tree-based machine learning algorithms
Notice bibliographique
Résumé
ST elevation myocardial infarction (STEMI), a subtype of acute coronary syndrome, is one of the leading causes of morbidity and mortality. Revascularization using primary percutaneous coronary intervention (PPCI) is the gold standard treatment. Despite the restoration of myocardial blood flow, some patients experience adverse outcomes. Early detection of high-risk patients would facilitate timely management, potentially improving their morbidity, mortality, and quality of life. In-depth characterization of the aortic pressure (AP) waveform may identify a high-risk patient cohort. We present tree-based classifiers and features extracted from the AP signals to identify patients at risk of adverse outcomes. This is a single-center, retrospective cohort study that included 605 eligible STEMI patients [64.2 ± 13.2 years, 71.4 % (432) males] treated with PPCI. Outcomes, including mortality (within 30-day and 1-year), and in-hospital events such as prolonged in-hospital stay (>4 days) for medical reasons, a new diagnosis of heart failure (HF), diuretic use for more than 24 h, intubation-ventilation or BiPAP use, and inotropic and/or vasopressor use, were recorded. We extracted features mainly from denoised AP signals recorded during PPCI, followed by different feature selection algorithms and classification methods to predict outcomes. Various classifiers such as tree-based classifiers, including random forest (RF), adaptive boosting (AdaBoost), extreme gradient boosting (XGBoost), and CatBoost, were used. Using recursive feature elimination (RFE) as the feature selection method and the CatBoost classifier, we achieved a receiver operating characteristic curve's area under the curve (AUC) of 80 % for all outcomes except for the new diagnosis of HF and diuretic use (>24 h). For the new diagnosis of HF and diuretic use (>24 h), the AUC values were 73 % and 79 %, respectively. In conclusion, tree-based classifiers using features extracted from AP traces can effectively identify patients at risk of adverse outcomes in patients with STEMI. • A medically intuitive framework for predicting adverse outcomes in patients with STEMI is developed. • The aortic pressure recorded during the PPCI can serve as marker for identifying patients at risk of adverse outcomes. • Ensemble tree-based classifiers (RF, AdaBoost, XGBoost, and CatBoost) are effective in adverse outcomes prediction. • The RFE method successfully highlighted important features for the prediction of each outcome. • Ejection systolic time is associated with adverse outcomes.
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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 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 ».