MétaCan
Menu
Retour à la cohorte
Enregistrement W4410629063 · doi:10.2196/60885

Predicting Episodes of Hypovigilance in Intensive Care Units Using Routine Physiological Parameters and Artificial Intelligence: Derivation Study

2025· article· en· W4410629063 sur OpenAlexaffabout
Raphaëlle Giguère, Victor Niaussat, Monia Noël-Hunter, William Witteman, Tanya S. Paul, Alexandre Marois, Philippe Després, Simon Duchesne, Patrick Archambault

Notice bibliographique

RevueJMIR AI · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueIntensive Care Unit Cognitive Disorders
Établissements canadiensUniversité LavalThales (Canada)Centre intégré de santé et de services sociaux de Chaudière-Appalaches
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésPreprintArtificial intelligenceComputer sciencePsychology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Background: Delirium is prevalent in intensive care units (ICUs), often leading to adverse outcomes. Hypoactive delirium is particularly difficult to detect. Despite the development of new tools, the timely identification of hypoactive delirium remains clinically challenging due to its dynamic nature, lack of human resources, lack of reliable monitoring tools, and subtle clinical signs including hypovigilance. Machine learning models could support the identification of hypoactive delirium episodes by better detecting episodes of hypovigilance. Objective: Develop an artificial intelligence prediction model capable of detecting hypovigilance events using routinely collected physiological data in the ICU. Methods: This derivation study was conducted using data from a prospective observational cohort of eligible patients admitted to the ICU in Lévis, Québec, Canada. We included patients admitted to the ICU between October 2021 and June 2022 who were aged ≥18 years and had an anticipated ICU stay of ≥48 hours. ICU nurses identified hypovigilant states every hour using the Richmond Agitation and Sedation Scale (RASS) or the Ramsay Sedation Scale (RSS). Routine vital signs (heart rate, respiratory rate, blood pressure, and oxygen saturation), as well as other physiological and clinical variables (premature ventricular contractions, intubation, use of sedative medication, and temperature), were automatically collected and stored using a CARESCAPE Gateway (General Electric) or manually collected (for sociodemographic characteristics and medication) through chart review. Time series were generated around hypovigilance episodes for analysis. Random Forest, XGBoost, and Light Gradient Boosting Machine classifiers were then used to detect hypovigilant episodes based on time series analysis. Hyperparameter optimization was performed using a random search in a 10-fold group-based cross-validation setup. To interpret the predictions of the best-performing models, we conducted a Shapley Additive Explanations (SHAP) analysis. We report the results of this study using the TRIPOD+AI (Transparent Reporting of a multivariable prediction model for Individual Prognosis Or Diagnosis for machine learning models) guidelines, and potential biases were assessed using PROBAST (Prediction model Risk Of Bias ASsessment Tool). Results: Out of 136 potentially eligible participants, data from 30 patients (mean age 69 y, 63% male) were collected for analysis. Among all participants, 30% were admitted to the ICU for surgical reasons. Following data preprocessing, the study included 1493 hypovigilance episodes and 764 nonhypovigilant episodes. Among the 3 models evaluated, Light Gradient Boosting Machine demonstrated the best performance. It achieved an average accuracy of 68% to detect hypovigilant episodes, with a precision of 76%, a recall of 74%, an area under the curve (AUC) of 60%, and an F1-score of 69%. SHAP analysis revealed that intubation status, respiratory rate, and noninvasive systolic blood pressure were the primary drivers of the model's predictions. Conclusions: All classifiers produced precision and recall values that show potential for further development, with slightly different yet comparable performances in classifying hypovigilant episodes. Machine learning algorithms designed to detect hypovigilance have the potential to support early detection of hypoactive delirium in patients in the ICU.

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)0,005
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,021
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Observationnel · Signal consensuel: Observationnel
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,117
Score d'incertitude au seuil0,234

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0050,021
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0010,000
Communication savante0,0010,000
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 Opus0,066
Tête enseignante GPT0,368
Écart entre enseignants0,302 · 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'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

Citations0
Publié2025
Routes d'admission2
Résumé présentoui

Explorer davantage

Même revueJMIR AIMême sujetIntensive Care Unit Cognitive DisordersTravaux en français237 207