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Enregistrement W4411033852 · doi:10.1016/j.jvs.2025.03.198

Predicting mortality risk following major lower extremity amputation using machine learning

2025· article· en· W4411033852 sur OpenAlexafffund
Naomi Eisenberg, Derek Beaton, Douglas S. Lee, Leen Al‐Omran, Duminda N. Wijeysundera, Mohamad A. Hussain, Ori D. Rotstein, Charles de Mestral, Muhammad Mamdani, Graham Roche‐Nagle, Mohammed Al-Omran

Notice bibliographique

RevueJournal of Vascular Surgery · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueProsthetics and Rehabilitation Robotics
Établissements canadiensSt. Michael's HospitalUniversity Health NetworkToronto Rehabilitation InstituteUniversity of Toronto
Organismes subventionnairesCanadian Institutes of Health ResearchPhysicians' Services Incorporated FoundationUniversity of TorontoOntario Ministry of Health and Long-Term CareMinistry of Health, Ontario
Mots-clésMedicineAmputationBrier scoreReceiver operating characteristicPerioperativeLogistic regressionRevascularizationSurgeryMachine learningInternal medicine

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

OBJECTIVE: Major lower extremity amputation for advanced vascular disease involves significant perioperative risks. Although outcome prediction tools could aid in clinical decision-making, they remain limited. To address this, we developed machine learning (ML) algorithms capable of predicting 1-year mortality following major lower extremity amputation. METHODS: The Vascular Quality Initiative (VQI) database was queried to identify patients who underwent major lower extremity amputation for non-traumatic and non-malignant causes between 2012 and 2024. A total of 75 features were collected from the index hospitalization, including 52 preoperative (demographic/clinical), five intraoperative (procedural), and 18 postoperative (in-hospital course/complications) variables. The primary outcome was 1-year all-cause mortality. The data was split into training (70%) and test (30%) sets. Six ML models were trained using preoperative features, employing 10-fold cross-validation, which included Extreme Gradient Boosting (XGBoost), random forest, Naïve Bayes classifier, support vector machine, artificial neural network, and logistic regression. The primary model evaluation metric was the area under the receiver operating characteristic curve (AUROC). The best-performing model was then further trained using intra- and postoperative features. Model robustness was evaluated through calibration plots and Brier scores. Model performance was assessed across various subgroups based on age, sex, race, ethnicity, rurality, median Area Deprivation Index, prior ipsilateral minor amputation, prior ipsilateral open/endovascular revascularization, level of amputation, indication for amputation, and urgency. RESULTS: A total of 22,828 patients underwent major lower extremity amputation during the study period, with 5842 (25.6%) experiencing 1-year mortality. Patients who reached the primary endpoint were older with more comorbidities, had poorer functional status, and were more likely to undergo higher-level amputations. Despite having elevated cardiovascular risk, these patients were less likely to receive cardiovascular risk reduction medications. The best preoperative prediction model was XGBoost, which achieved an AUROC of 0.88 (95% confidence interval [CI], 0.87-0.89). In comparison, logistic regression showed an AUROC of 0.70 (95% CI, 0.68-0.72). The XGBoost model maintained excellent performance at the intra- and postoperative stages, with AUROCs of 0.88 (95% CI, 0.87-0.89) and 0.94 (95% CI, 0.93-0.95), respectively. Calibration plots indicated strong agreement between predicted/observed event probabilities, with Brier scores of 0.12 (preoperative), 0.11 (intraoperative), and 0.09 (postoperative). Among the top 10 predictors, 6 were preoperative features, including the level of and indication for amputation, comorbidities, and functional status. Model performance remained robust across all subgroups. CONCLUSIONS: We developed ML models that can accurately predict 1-year mortality following major lower extremity amputation, outperforming logistic regression. These algorithms have potential for important utility in guiding patient selection, counseling, goals of care discussions, and clinical decision-making to support patient-centered care for a high-risk population.

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)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,003
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 enseignants0,002
Score d'incertitude au seuil0,004

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,003
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,001
Bibliométrie0,0010,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0010,001
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 Opus0,011
Tête enseignante GPT0,242
Écart entre enseignants0,231 · 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

Citations5
Publié2025
Routes d'admission2
Résumé présentnon

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