Feasibility of machine learning analysis for the identification of patients with possible primary ciliary dyskinesia
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Significant diagnostic delays are common in primary ciliary dyskinesia (PCD), a rare disease that is significantly underdiagnosed. Scalable screening methods could improve early identification and health outcomes. RESEARCH QUESTION: Can machine learning (ML) be used to screen for PCD in pediatric patients? STUDY DESIGN AND METHODS: We evaluated the feasibility of a random forest model to screen for PCD using data from the PCD Foundation Registry and a national claims database. We identified a cohort of pediatric patients (< 18 years of age) with diagnostic codes indicative of conditions potentially associated with PCD, and studied diagnostic, procedural, and pharmaceutical codes associated with PCD to develop ML features. Models were trained on composite claims data from confirmed patients with PCD, patients with Q34.8 (Specific Congenital Malformation of the Respiratory System) diagnosed within 6 months of an Electron Microscopy procedure (Q34.8 + EM), and a randomly-selected, matched control group. Model performance was tested through fivefold cross-validation. RESULTS: Using 82 confirmed pediatric PCD cases and 4161 matched controls, the model demonstrated variable performance (positive predictive value 0.45-0.73, sensitivity 0.75-0.94). Synthetic data augmentation did not improve results (positive predictive value 0.45-0.67, sensitivity 0.71-1.00). Expanding the dataset to include 319 Q34.8 + EM patients and 8214 controls improved performance (positive predictive value 0.51-0.54, sensitivity 0.82-0.90), suitable for screening. In a cohort of 1.32 million pediatric patients, 7705 were classified as positive, consistent with the estimated prevalence of PCD (1:7554). INTERPRETATION: This study demonstrates the feasibility of using ML to screen for PCD using claims data, even in the absence of a specific International Classification of Disease (ICD) code. While unvalidated, this work may serve as the basis for future ML efforts in rare disease detection. Such screening approaches may aid in the identification of individuals who may benefit from timely diagnostic testing and targeted interventions.
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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 | 0,022 | 0,039 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
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 ».