Evaluating sociodemographic bias in a deployed machine-learned patient deterioration model
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Background Bias evaluations of machine learning (ML) models often focus on performance in research settings, with limited assessment of downstream bias following clinical deployment. The objective of this study was to evaluate whether CHARTwatch, a real-time ML early warning system for inpatient deterioration, demonstrated algorithmic bias in model performance, or produced disparities in care processes, and outcomes across patient sociodemographic groups. Methods We evaluated CHARTwatch implementation on the internal medicine service at a large academic hospital. Patient outcomes during the intervention period (November 1, 2020–June 1, 2022) were compared to the control period (November 1, 2016–December 31, 2019) using propensity score overlap weighting. We evaluated differences across key sociodemographic subgroups, including age, sex, homelessness, and neighborhood-level socioeconomic and racialized composition. Outcomes included model performance (sensitivity and specificity), processes of care, and patient outcomes (non-palliative in-hospital death). Results Among 12 877 patients (9079 control, 3798 intervention), 13.3% were experiencing homelessness and 36.9% lived in the quintile with the highest neighborhood racialized and newcomer populations. Model sensitivity was 70.1% overall, with no significant variation across subgroups. Model specificity varied by age, <60 years: 93% (95% Confidence Interval [CI] 91-95%), 60-80 years: 90% (95%CI 87-92%), and >80 years: 84% (95%CI 79-88%), P < .001, but not other subgroups. CHARTwatch implementation was associated with an increase in code status documentation among patients experiencing homelessness, without significant differences in other care processes or outcomes. Conclusion CHARTwatch model performance and impact were generally consistent across measured sociodemographic subgroups. ML-based clinical decision support tools, and associated standardization of care, may reduce existing inequities, as was observed for code status orders among patients experiencing homelessness. This evaluation provides a framework for future bias assessments of deployed ML-CDS tools.
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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 | 0,037 | 0,072 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| 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 | 0,000 |
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 ».