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Enregistrement W4410581443 · doi:10.2196/64592

Prediction of Spontaneous Breathing Trial Outcome in Critically Ill-Ventilated Patients Using Deep Learning: Development and Verification Study

2025· article· en· W4410581443 sur OpenAlexvenueno aff
Hui-Chiao Yang, Angelica Te-Hui Hao, Shih-Chia Liu, Yao‐Te Tsai, Shao-Jen Weng, Ming-Cheng Chan, Chen-Yu Wang, Yeong-Yuh Xu

Notice bibliographique

RevueJMIR Medical Informatics · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueRespiratory Support and Mechanisms
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésArtificial intelligenceComputer scienceDeep learningConvolutional neural networkMachine learningIntensive careIntensive care unitMedicineIntensive care medicine

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: Long-term ventilator-dependent patients often face problems such as decreased quality of life, increased mortality, and increased medical costs. Respiratory therapists must perform complex and time-consuming ventilator weaning assessments, which typically take 48-72 hours. Traditional disengagement methods rely on manual evaluation and are susceptible to subjectivity, human errors, and low efficiency. OBJECTIVE: This study aims to develop an artificial intelligence-based prediction model to predict whether a patient can successfully pass a spontaneous breathing trial (SBT) using the patient's clinical data collected before SBT initiation. Instead of comparing different SBT strategies or analyzing their impact on extubation success, this study focused on establishing a data-driven approach under a fixed SBT strategy to provide an objective and efficient assessment tool. Through this model, we aim to enhance the accuracy and efficiency of ventilator weaning assessments, reduce unnecessary SBT attempts, optimize intensive care unit resource usage, and ultimately improve the quality of care for ventilator-dependent patients. METHODS: This study used a retrospective cohort study and developed a novel deep learning architecture, hybrid CNN-MLP (convolutional neural network-multilayer perceptron), for analysis. Unlike the traditional CNN-MLP classification method, hybrid CNN-MLP performs feature learning and fusion by interleaving CNN and MLP layers so that data features can be extracted and integrated at different levels, thereby improving the flexibility and prediction accuracy of the model. The study participants were patients aged 20 years or older hospitalized in the intensive care unit of a medical center in central Taiwan between January 1, 2016, and December 31, 2022. A total of 3686 patients were included in the study, and 6536 pre-SBT clinical records were collected before each SBT of these patients, of which 3268 passed the SBT and 3268 failed. RESULTS: -score of 0.875. These results confirm the reliability of the model and its potential for clinical application. CONCLUSIONS: This study successfully developed a deep learning-based SBT prediction model that can be used as an objective and efficient ventilator weaning assessment tool. The model's performance shows that it can be integrated into clinical workflow, improve the quality of patient care, and reduce ventilator dependence, which is an important step in improving the effectiveness of respiratory therapy.

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)0,004
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,007
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 enseignants0,004
Score d'incertitude au seuil0,019

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0040,007
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,001
Bibliométrie0,0010,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0000,001
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 Opus0,035
Tête enseignante GPT0,325
Écart entre enseignants0,291 · 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

Citations3
Publié2025
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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