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Enregistrement W4414751358 · doi:10.2196/80569

Serial 12-Lead Electrocardiogram–Based Deep-Learning Model for Hospital Admission Prediction in Emergency Department Cardiac Presentations: Retrospective Cohort Study

2025· article· en· W4414751358 sur OpenAlexvenueno aff
Arda Altintepe, Kutsev Bengisu Ozyoruk

Notice bibliographique

RevueJMIR Cardio · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueECG Monitoring and Analysis
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésRetrospective cohort studyEmergency departmentHospital admissionCohort studyMEDLINE

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: Emergency Department (ED) crowding is often attributed to a slow hospitalization process, leading to reduced quality of care. Predicting early disposition with cardiac-presenting patients is challenging: most are ultimately discharged, yet those with a cardiac etiology frequently require hospital admission. Existing scores rely on single-time-point data and often underperform when patient risk evolves during the visit. OBJECTIVE: To develop and validate a real-time deep-learning model that fuses serial 12-lead electrocardiogram (ECG) waveforms with sequential vitals and routinely available clinical data to predict hospital admission early in ED encounters. METHODS: We conducted a retrospective cohort study using the MIMIC-IV, MIMIC-IV-ED, and MIMIC-IV-ECG databases. Adults presenting with chest pain, dyspnea, syncope, or presyncope and at least one ECG within their ED stay were included. Two evaluation cohorts were defined: all stays with ≥1 ECG (N=30,421) and a subset with ≥2 ECGs during the encounter (N=11,273). To predict hospital admission, we first established two baseline models: a tabular model (random forest) trained on structured clinical variables including demographics, triage acuity, past medical history, medications, and laboratory results, and an ECG-only model that learned directly from raw 12-lead waveforms. We then developed a multimodal deep-learning model that combined ECGs with sequential vital signs as well as the same static tabular features. All models were restricted to data available during the stay up to the time of the last ECG. Performance was assessed with stratified 5-fold cross-validation using identical splits across models. RESULTS: The multimodal model achieved an Area Under Receiver Operating Characteristic (AUROC) of 0.911 when trained on all eligible stays. The model predicted disposition after the final ECG was taken, which was a median of 0.3 hours after triage and 4.6 hours before ED departure. Baseline models performed worse: the ECG-only model had an AUROC of 0.852, and the tabular random forest had an AUROC of 0.886. In the subset requiring at least two ECGs within the stay, ECG-only reached an AUROC of 0.859, and random forest, with the longer interval to chart tabular data, reached a higher AUROC of 0.911. The multimodal model had AUROC 0.924, and outperformed baselines in each cohort (paired DeLong P<.001). CONCLUSIONS: Serial ECGs, when integrated with evolving vitals and routine clinical features, enable accurate, early prediction of ED disposition in cardiac-presenting patients. This open-source, reproducible framework highlights the potential of multimodal deep learning to streamline ED flow, prioritize higher-risk cases, and detect evolving, time-critical pathology.

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 distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut 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 enseignants0,136
Score d'incertitude au seuil0,925

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0000,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

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 Opus0,009
Tête enseignante GPT0,306
Écart entre enseignants0,297 · 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 tête enseignante, 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'admission1
Résumé présentoui

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