Early Prediction of Cardiac Arrest Based on Time-Series Vital Signs Using Deep Learning: Retrospective Study
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Cardiac arrest (CA), characterized by an extremely high mortality rate, remains one of the most pressing global public health challenges. It not only causes a substantial strain on health care systems but also severely impacts individual health outcomes. Clinical evidence demonstrates that early identification of CA significantly reduced the mortality rate. However, the developed CA prediction models exhibit limitations such as low sensitivity and high false alarm rates. Moreover, issues with model generalization remain insufficiently addressed. OBJECTIVE: The aim of this study was to develop a real-time prediction method based on clinical vital signs, using patient vital sign data from the past 2 hours to predict whether CA would occur within the next 1 hour at 5-minute intervals, thereby enabling timely and accurate prediction of CA events. Additionally, the eICU-CRD dataset was used for external validation to assess the model's generalization capability. METHODS: We reviewed and analyzed 4063 patients from the MIMIC-III waveform database, extracting 6 features to develop a deep learning-based CA prediction model named TrGRU. To further enhance performance, statistical features based on a sliding window were also constructed. The TrGRU model was developed using a combination of transformer and gated recurrent unit architectures. The primary evaluation metrics for the model included accuracy, sensitivity, area under the receiver operating characteristic curve (AUROC), and area under the precision-recall curve (AUPRC), with generalization capability validated using the eICU-CRD dataset. RESULTS: The proposed model yielded an accuracy of 0.904, sensitivity of 0.859, AUROC of 0.957, and AUPRC of 0.949. The results showed that the predictive performance of TrGRU was superior to that of the models reported in previous studies. External validation using the eICU-CRD achieved a sensitivity of 0.813, an AUROC of 0.920, and an AUPRC of 0.848, indicating excellent generalization capability. CONCLUSIONS: The proposed model demonstrates high sensitivity and a low false-alarm rate, enabling clinical health care providers to predict CA events in a more timely and accurate manner. The adopted meta-learning approach effectively enhances the model's generalization capability, showcasing its promising clinical application.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».