論文の概要: Predicting Intensive Care Unit Length of Stay and Mortality Using
Patient Vital Signs: Machine Learning Model Development and Validation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.04414v1
- Date: Wed, 5 May 2021 18:45:26 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2021-05-14 06:19:18.563300
- Title: Predicting Intensive Care Unit Length of Stay and Mortality Using
Patient Vital Signs: Machine Learning Model Development and Validation
- Title(参考訳): 患者バイタルサインを用いた集中治療単位長と死亡率の予測--機械学習モデルの開発と検証
- Authors: Khalid Alghatani, Nariman Ammar, Abdelmounaam Rezgui, Arash
Shaban-Nejad
- Abstract要約: モデルは、インテリジェントな遠隔患者監視フレームワークのインテリジェントなicu患者監視モジュールで使用される。
集中治療(mimic)データベースのための公開医療情報マートを用いて,成人患者に対するicu滞在データを抽出した。
死亡率モデルに6mlアルゴリズムを適用して退院状況(生存の有無)の予測を行った。
滞在モデルの長さについて,2.64日間の中央値のICU滞在率を用いて,同じ6つのMLアルゴリズムをバイナリ分類に適用した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.22940141855172028
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Patient monitoring is vital in all stages of care. We here report the
development and validation of ICU length of stay and mortality prediction
models. The models will be used in an intelligent ICU patient monitoring module
of an Intelligent Remote Patient Monitoring (IRPM) framework that monitors the
health status of patients, and generates timely alerts, maneuver guidance, or
reports when adverse medical conditions are predicted. We utilized the publicly
available Medical Information Mart for Intensive Care (MIMIC) database to
extract ICU stay data for adult patients to build two prediction models: one
for mortality prediction and another for ICU length of stay. For the mortality
model, we applied six commonly used machine learning (ML) binary classification
algorithms for predicting the discharge status (survived or not). For the
length of stay model, we applied the same six ML algorithms for binary
classification using the median patient population ICU stay of 2.64 days. For
the regression-based classification, we used two ML algorithms for predicting
the number of days. We built two variations of each prediction model: one using
12 baseline demographic and vital sign features, and the other based on our
proposed quantiles approach, in which we use 21 extra features engineered from
the baseline vital sign features, including their modified means, standard
deviations, and quantile percentages. We could perform predictive modeling with
minimal features while maintaining reasonable performance using the quantiles
approach. The best accuracy achieved in the mortality model was approximately
89% using the random forest algorithm. The highest accuracy achieved in the
length of stay model, based on the population median ICU stay (2.64 days), was
approximately 65% using the random forest algorithm.
- Abstract(参考訳): 患者のモニタリングはあらゆるケアにおいて不可欠です。
本稿では、滞在時間と死亡率予測モデルの開発と検証について報告する。
モデルは、Intelligent Remote patient Monitoring (IRPM)フレームワークのインテリジェントICU患者監視モジュールで使用され、患者の健康状態を監視し、悪質な医療状況が予測されたときにタイムリーなアラート、操作ガイダンス、レポートを生成する。
集中治療(mimic)データベースのための公開医療情報マートを用いて,成人患者に対するicu滞在データ抽出を行い,死亡予測モデルとicu滞在時間予測モデルの2つの予測モデルを構築した。
死亡率モデルでは,6つの機械学習(ML)バイナリ分類アルゴリズムを適用し,退院状況(生存の有無)を予測した。
滞在時間モデルでは,平均2.64日間のicu滞在率を用いて,同じ6mlアルゴリズムをバイナリ分類に適用した。
回帰に基づく分類では,2つのMLアルゴリズムを用いて日数を予測する。
1つはベースライン人口統計学的特徴とバイタルサイン特徴を用いており、もう1つは提案した量子的アプローチに基づいており、そこではベースラインのバイタルサイン特徴から構築された21の付加的特徴(修正手段、標準偏差、量子的パーセンテージ)を用いている。
quantilesアプローチを使って、合理的なパフォーマンスを維持しながら、最小限の機能で予測モデリングを実行できる。
死亡率モデルで得られた最高精度はランダムフォレストアルゴリズムを用いて約89%であった。
人口中央値のICU滞在(2.64日)に基づいて、滞在モデルで達成された最高精度は、ランダム森林アルゴリズムを用いて、およそ65%であった。
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