Application of the Bidirectional Encoder Representations from Transformers Model for Predicting the Abbreviated Injury Scale in Patients with Trauma: Algorithm Development and Validation Study
Notice bibliographique
Résumé
Background: Deaths related to physical trauma impose a heavy burden on society, and the Abbreviated Injury Scale (AIS) is an important tool for injury research. AIS covers injuries to various parts of the human body and scores them based on the severity of the injury. In practical applications, the complex AIS coding rules require experts to encode by consulting patient medical records, which inevitably increases the difficulty, time, and cost of evaluation of patient and also puts higher demands on the workload of information collection and processing. In some cases, the sheer number of patients or the inability to access detailed medical records necessary for coding further complicates independent AIS codes. Objective: This study aims to use advanced deep learning techniques to predict AIS codes based on easily accessible diagnostic information of patients to improve the accuracy of trauma assessment. Methods: We used a dataset of patients with trauma (n=26,810) collected by the Chongqing Daping Hospital between October 2013 and June 2024. We mainly selected the patient's diagnostic information, injury description, cause of injury, injury region, injury types, and present illness history as the key feature inputs. We used a robust optimization Bidirectional Encoder Representations from Transformers (BERT) pretraining method to embed these features and constructed a prediction model based on BERT. This model aims to predict AIS codes and comprehensively evaluate its performance through a 5-fold cross-validation. We compared the BERT model with previous research results and current mainstream machine learning methods to verify its advantages in prediction tasks. In addition, we also conducted external validation of the model using 244 external data points from the Chongqing Emergency Center. Results: The BERT model proposed in this paper performs significantly better than the comparison model on independent test datasets with an accuracy of 0.8971, which surpassed the previous study by 10 % points. In addition, the area under the curve (AUC value of the BERT model is 0.9970, and the F1-score is 0.8434. In the external dataset, the accuracy, AUC, and F1-score results of the model are 0.7131, 0.8586, and 0.6801, respectively. These results indicate that our model has high generalization ability and prediction accuracy. Conclusions: The BERT model we proposed is mainly based on diagnostic information to predict AIS codes, and its prediction accuracy is superior to previous investigations and current mainstream machine learning methods. It has a high generalization ability in external datasets.
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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 | 0,001 | 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 ».