Machine Learning–Based Prediction of Delirium and Risk Factor Identification in Intensive Care Unit Patients With Burns: Retrospective Observational Study
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: The incidence of delirium in patients with burns receiving treatment in the intensive care unit (ICU) is high, reaching up to 77%, and has been associated with increased mortality rates. Therefore, early identification of patients at high risk of delirium onset is essential for improving treatment strategies. OBJECTIVE: This study aimed to create a machine learning model for predicting delirium in patients with burns during their ICU stay using patient data from the first day of ICU admission and identify predictive factors for ICU delirium in patients with burns. METHODS: This study focused on 82 patients with burns aged ≥18 years who were admitted to the ICU at Mie University Hospital for ≥24 hours between January 2015 and June 2023. In total, 70 variables were measured in patients upon ICU admission and used as explanatory variables in the ICU delirium prediction model. Delirium was assessed using the Intensive Care Delirium Screening Checklist every 8 hours after ICU admission. A total of 10 different machine learning methods were used to predict ICU delirium. Multiple receiver operating characteristic curves were plotted for various machine learning models, and the area under the curve (AUC) for each was compared. In addition, the top 15 risk factors contributing to delirium onset were identified using Shapley additive explanations analysis. RESULTS: Among the 10 machine learning models tested, logistic regression (mean AUC 0.906, SD 0.073), support vector machine (mean AUC 0.897, SD 0.056), k-nearest neighbor (mean AUC 0.894, SD 0.060), neural network (mean AUC 0.857, SD 0.058), random forest (mean AUC 0.850, SD 0.074), adaptive boosting (mean AUC 0.832, SD 0.094), gradient boosting machine (mean AUC 0.821, SD 0.074), and naïve Bayes (mean AUC 0.827, SD 0.095) demonstrated the highest accuracy in predicting ICU delirium. Specifically, 24-hour urine output (from ICU admission to 24 hours), oxygen saturation, burn area, total bilirubin level, and intubation upon ICU admission were identified as the major risk factors for delirium onset. In addition, variables, such as the proportion of white blood cell fractions, including monocytes; methemoglobin concentration; and respiratory rate, were identified as important risk factors for ICU delirium. CONCLUSIONS: This study demonstrated the ability of machine learning models trained using vital signs and blood data upon ICU admission to predict delirium in patients with burns during their ICU stay.
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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 | 0,005 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| 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 ».