心脏切断（CTG）是用于劳动期间胎儿监测的主要工具。对CTG的解释需要实时动态模式识别。它被认为是具有高度和观察者内部观察者分歧的艰巨任务。机器学习为客观和可靠的CTG评估提供了可行的路径。在这项研究中，使用自回归移动平均（ARMA）模型基于临床专业知识和系统控制理论来开发新的CTG特征，以表征胎儿心率与收缩的响应。在机器学习模型中评估特征，以评估它们在识别胎儿妥协时的功效。ARMA功能在顶级特征中排名，用于检测胎儿妥协。此外，包括基于信号质量的机器学习模型和修剪数据中的临床因素提高了分类器的性能。

败血症是一种威胁生命的患有器官功能障碍的疾病，是全球死亡和重症疾病的主要原因。急诊科分类过程中败血症的准确检测将允许尽早开始实验室分析，抗生素给药和其他败血症治疗方案。这项研究的目的是确定是否可以将EHR数据与最新的机器学习算法（Kate Sepsis）和临床自然语言处理一起提取和合成，以产生准确的脓毒症模型，并将Kate Sepsis与现有的败血症筛查方案进行比较爵士和QSOFA。使用来自16家参与医院的分类数据的患者遇到的患者遭遇开发了机器学习模型（Kate Sepsis）。凯特败血症，SIRS，标准筛查（具有感染源的SIRS）和QSOFA在三个设置中进行了测试。队列A是对单个站点1的医疗记录的回顾性分析。同类B是对位点1的前瞻性分析1.同伴C是对站点1的回顾性分析，并有15个地点。在所有队列中，凯特败血症的AUC为0.94-0.963，TPR为73-74.87％和3.76-7.17％FPR。标准筛选显示AUC为0.682-0.726，TPR为39.39-51.19％和2.9-6.02％FPR。 QSOFA协议的AUC为0.544-0.56，TPR为10.52-13.18％和1.22-1.68％FPR。对于严重的败血症，在所有队列中，凯特败血症的AUC为0.935-0.972，TPR为70-82.26％和4.64-8.62％FPR。对于败血性休克，在所有队列中，凯特败血症的AUC为0.96-0.981，TPR为85.71-89.66％和4.85-8.8％FPR。 SIRS，标准筛选和QSOFA表现出严重败血症和败血性休克检测的低AUC和TPR。凯特败血症在分类中提供的败血症检测性能比常用的筛查方案更好。

口服食物挑战（OFC）对于准确诊断患者的食物过敏至关重要。但是，患者不愿接受OFC，对于那些这样做的患者，在农村/社区医疗保健环境中，对过敏症患者的使用率有限。通过机器学习方法对OFC结果的预测可以促进在家中食品过敏原的删除，在OFC中改善患者和医师的舒适度，并通过最大程度地减少执行的OFC的数量来节省医疗资源。临床数据是从共同接受1,284个OFC的1,12例患者那里收集的，包括临床因素，包括血清特异性IgE，总IgE，皮肤刺测试（SPTS），症状，性别和年龄。使用这些临床特征，构建了机器学习模型，以预测花生，鸡蛋和牛奶挑战的结果。每种过敏原的最佳性能模型是使用凹入和凸内核（LUCCK）方法创建的，该方法在曲线（AUC）（AUC）下分别用于花生，鸡蛋和牛奶OFC预测为0.76、0.68和0.70， 。通过Shapley添加说明（SHAP）的模型解释表明，特定的IgE以及SPTS的Wheal和Flare值高度预测了OFC结果。该分析的结果表明，机器学习有可能预测OFC结果，并揭示了相关的临床因素进行进一步研究。

很大一部分临床生理监测警报是错误的。这通常会导致临床人员的警报疲劳，不可避免地会损害患者的安全。为了解决这个问题，研究人员试图构建机器学习（ML）模型，能够准确裁定生命体征（VS）警报在血液动力学监测的患者的床边提出的警报，为真实或人工制品。先前的研究利用了需要大量手工标记数据的监督ML技术。但是，手动收集此类数据可能是昂贵的，耗时的和平凡的，并且是限制医疗保健中ML广泛采用（HC）的关键因素。取而代之的是，我们探索使用多个单独的启发式方法来自动将概率标签分配给使用弱监督的未标记培训数据。我们的弱监督模型在传统的监督技术方面具有竞争力，并且需要较少的领域专家参与，这证明了它们用作ML HC应用中监督学习的高效和实用替代方案。

Covid-19大流行为感染检测和监测解决方案产生了重大的兴趣和需求。在本文中，我们提出了一种机器学习方法，可以使用在消费者设备上进行的录音来快速分离Covid-19。该方法将信号处理方法与微调深层学习网络相结合，提供了信号去噪，咳嗽检测和分类的方法。我们还开发并部署了一个移动应用程序，使用症状检查器与语音，呼吸和咳嗽信号一起使用，以检测Covid-19感染。该应用程序对两个开放的数据集和最终用户在测试版测试期间收集的嘈杂数据显示了鲁棒性能。

分析心电图（ECG）是一种廉价而非侵入性，但诊断心脏病的廉价而强大的方式。ECG研究使用机器学习自动检测到到目前为止的异常心跳依赖于大型手动注释的数据集。在收集大量的未标记数据时可以简单地，异常心跳的点点注释是乏味且昂贵的。我们探讨了多种弱监理来源，通过人类设计的启发式学习异常心跳的诊断模型，而无需在各个数据点上使用地面真理标签。我们的作品是第一个直接在时间序列数据上定义薄弱的监督来源。结果表明，随着六个直观的时间序列启发式，我们能够推断出高质量的概率标签估计超过100,000多个心跳，具有很少的人力努力，并使用估计的标签培训对所持测试数据进行评估的竞争分类器。

目的：确定逼真，但是电磁图的计算上有效模型可用于预先列车，具有广泛的形态和特定于给定条件的形态和异常 - T波段（TWA）由于创伤后应激障碍，或重点 - 在稀有人的小型数据库上显着提高了性能。方法：使用先前经过验证的人工ECG模型，我们生成了180,000人的人工ECG，有或没有重要的TWA，具有不同的心率，呼吸率，TWA幅度和ECG形态。在70,000名患者中培训的DNN进行分类为25种不同的节奏，将输出层修改为二进制类（TWA或NO-TWA，或等效，PTSD或NO-PTSD），并对人工ECG进行转移学习。在最终转移学习步骤中，DNN在ECG的培训和交叉验证，从12个PTE和24个控件，用于使用三个数据库的所有组合。主要结果：通过进行转移学习步骤，使用预先培训的心律失常DNN，人工数据和真实的PTSD相关的心电图数据，发现了最佳性能的方法（AUROC = 0.77，精度= 0.72，F1-SCATE = 0.64） 。从训练中删除人工数据导致性能的最大下降。从培训中取出心律失常数据提供了适度但重要的，表现下降。最终模型在人工数据上显示出在性能下没有显着下降，表明没有过度拟合。意义：在医疗保健中，通常只有一小部分高质量数据和标签，或更大的数据库，质量较低（和较差的相关）标签。这里呈现的范式，涉及基于模型的性能提升，通过在大型现实人工数据库和部分相关的真实数据库上传输学习来提供解决方案。

快速准确地检测该疾病可以大大帮助减少任何国家医疗机构对任何大流行期间死亡率降低死亡率的压力。这项工作的目的是使用新型的机器学习框架创建多模式系统，该框架同时使用胸部X射线（CXR）图像和临床数据来预测COVID-19患者的严重程度。此外，该研究还提出了一种基于nom图的评分技术，用于预测高危患者死亡的可能性。这项研究使用了25种生物标志物和CXR图像，以预测意大利第一波Covid-19（3月至6月2020年3月至6月）在930名Covid-19患者中的风险。提出的多模式堆叠技术分别产生了89.03％，90.44％和89.03％的精度，灵敏度和F1分数，以识别低风险或高危患者。与CXR图像或临床数据相比，这种多模式方法可提高准确性6％。最后，使用多元逻辑回归的列线图评分系统 - 用于对第一阶段确定的高风险患者的死亡风险进行分层。使用随机森林特征选择模型将乳酸脱氢酶（LDH），O2百分比，白细胞（WBC）计数，年龄和C反应蛋白（CRP）鉴定为有用的预测指标。开发了五个预测因素参数和基于CXR图像的列函数评分，以量化死亡的概率并将其分为两个风险组：分别存活（<50％）和死亡（> = 50％）。多模式技术能够预测F1评分为92.88％的高危患者的死亡概率。开发和验证队列曲线下的面积分别为0.981和0.939。

计算机辅助方法为诊断和预测脑疾病显示了附加的价值，因此可以支持临床护理和治疗计划中的决策。本章将洞悉方法的类型，其工作，输入数据（例如认知测试，成像和遗传数据）及其提供的输出类型。我们将专注于诊断的特定用例，即估计患者的当前“状况”，例如痴呆症的早期检测和诊断，对脑肿瘤的鉴别诊断以及中风的决策。关于预测，即对患者的未来“状况”的估计，我们将缩小用例，例如预测多发性硬化症中的疾病病程，并预测脑癌治疗后患者的结局。此外，根据这些用例，我们将评估当前的最新方法，并强调当前对这些方法进行基准测试的努力以及其中的开放科学的重要性。最后，我们评估了计算机辅助方法的当前临床影响，并讨论了增加临床影响所需的下一步。

与痴呆症相关的认知障碍（CI）在全球范围内影响超过5500万人，并且每3秒钟以一个新病例的速度迅速增长。随着临床试验反复出现的失败，早期诊断至关重要，但是在低水平和中等收入国家中，全球75％的痴呆症病例未被诊断为90％。众所周知，当前的诊断方法是复杂的，涉及对医学笔记，大量认知测试，昂贵的脑部扫描或脊柱液体测试的手动审查。与CI相关的信息经常在电子健康记录（EHR）中找到，并且可以为早期诊断提供重要线索，但是专家的手动审查是繁琐的，并且容易发生。该项目开发了一种新型的最新自动筛选管道，用于可扩展和高速发现EHR中的CI。为了了解EHR中复杂语言结构的语言环境，构建了一个8,656个序列的数据库，以训练基于注意力的深度学习自然语言处理模型以对序列进行分类。使用序列级别分类器开发了基于逻辑回归的患者级别预测模型。深度学习系统的精度达到了93％，AUC = 0.98，以识别其EHR中没有较早诊断，与痴呆有关的诊断代码或与痴呆有关的药物的患者。否则，这些患者将未被发现或检测到太晚。 EHR筛选管道已部署在Neurahealthnlp中，这是一种用于自动化和实时CI筛选的Web应用程序，只需将EHR上传到浏览器中即可。 Neurahealthnlp更便宜，更快，更容易获得，并且胜过当前的临床方法，包括基于文本的分析和机器学习方法。它使得早期诊断可在稀缺的医疗服务中可行，但可访问的互联网或蜂窝服务。

Covid-19大流行是人类的祸害，宣称全世界超过500万人的生活。虽然疫苗正在全世界分布，但表观需要实惠的筛选技术，以便为无法获得传统医学的世界服务。人工智能可以提供利用咳嗽声音作为主要筛选模式的解决方案。本文介绍了多种模型，这些模型在学术文献目前呈现的最大评估数据集上取得了相对尊敬的性能。此外，我们还显示性能随着培训数据规模而增加，表明世界各地的数据收集，以帮助使用非传统方式对抗Covid-19大流行。

This report summarises the outcomes of a systematic literature search to identify Bayesian network models used to support decision making in healthcare. After describing the search methodology, the selected research papers are briefly reviewed, with the view to identify publicly available models and datasets that are well suited to analysis using the causal interventional analysis software tool developed in Wang B, Lyle C, Kwiatkowska M (2021). Finally, an experimental evaluation of applying the software on a selection of models is carried out and preliminary results are reported.

冠心病，是一种心血管疾病（CVD）的形式，是全世界死亡的主要原因。如果在早期发现或诊断，存活的几率很好。目前的报告讨论了使用机器学习（ML）算法进行冠心病数据集分类的比较方法。目前的研究创建并测试了几种基于机器学习的分类模型。对数据集进行扫描以处理不平衡的类和特征选择技术，以评估对两个不同性能度量的影响。结果表明，与采用的其他算法相比，逻辑回归在原始数据集中产生了最高的性能分数。总之，本研究表明，加工良好和标准化的数据集上的LR可以预测冠心病，比其他算法更高。

深度学习对医学成像产生了极大的兴趣，特别是在使用卷积神经网络（CNN）来开发自动诊断工具方面。其非侵入性获取的设施使视网膜底面成像适合这种自动化方法。使用CNN分析底面图像的最新工作依靠访问大量数据进行培训和验证 - 成千上万的图像。但是，数据驻留和数据隐私限制阻碍了这种方法在患者机密性是任务的医疗环境中的适用性。在这里，我们展示了小型数据集上DL的性能的结果，以从眼睛图像中对患者性别进行分类 - 直到最近，底眼前图像中才出现或可量化的特征。我们微调了一个RESNET-152模型，其最后一层已修改以进行二进制分类。在几个实验中，我们使用一个私人（DOV）和一个公共（ODIR）数据源评估在小数据集上下文中的性能。我们的模型使用大约2500张底面图像开发，实现了高达0.72的AUC评分（95％CI：[0.67，0.77]）。尽管与文献中的先前工作相比，数据集大小降低了近1000倍，但这仅仅是降低25％的性能。即使从视网膜图像中进行性别分类等艰巨的任务，我们也会发现使用非常小的数据集可以进行分类。此外，我们在DOV和ODIR之间进行了域适应实验。探索数据策展对培训和概括性的影响；并调查模型结合在小型开发数据集中最大化CNN分类器性能。

Seizure type identification is essential for the treatment and management of epileptic patients. However, it is a difficult process known to be time consuming and labor intensive. Automated diagnosis systems, with the advancement of machine learning algorithms, have the potential to accelerate the classification process, alert patients, and support physicians in making quick and accurate decisions. In this paper, we present a novel multi-path seizure-type classification deep learning network (MP-SeizNet), consisting of a convolutional neural network (CNN) and a bidirectional long short-term memory neural network (Bi-LSTM) with an attention mechanism. The objective of this study was to classify specific types of seizures, including complex partial, simple partial, absence, tonic, and tonic-clonic seizures, using only electroencephalogram (EEG) data. The EEG data is fed to our proposed model in two different representations. The CNN was fed with wavelet-based features extracted from the EEG signals, while the Bi-LSTM was fed with raw EEG signals to let our MP-SeizNet jointly learns from different representations of seizure data for more accurate information learning. The proposed MP-SeizNet was evaluated using the largest available EEG epilepsy database, the Temple University Hospital EEG Seizure Corpus, TUSZ v1.5.2. We evaluated our proposed model across different patient data using three-fold cross-validation and across seizure data using five-fold cross-validation, achieving F1 scores of 87.6% and 98.1%, respectively.

背景：几项研究突出了考虑急性冠状动脉综合征（ACS）诊断和治疗性差异的重要性。然而，几乎已经研究了ACS子群中的性别特异性风险标志物。本研究旨在探索机器学习（ML）模型，以识别从电子健康记录（EHR）的公共数据库中的ACS子群体中的妇女和男性的住院死亡率标志。方法：从医疗信息MART中提取1,299名患有的ST升高的心肌梗死（Stemi）和2,820名非St-Expation心肌梗死患者进行重症监护（MIMIC）-III数据库。我们培训和验证了死亡率预测模型，并使用了可解释性技术来识别每个子群体的性别特异性标记。结果：基于极端梯度升压的模型（XGBoost）实现了最高性能：STEMI和AUC = 0.94（95 \％CI：0.80- 0.90）为nstemi。对于STEMI，女性的顶部标记是慢性肾功能衰竭，心率高，年龄超过70岁。对于男性来说，顶部标记是急性肾功能衰竭，高肌钙蛋白T水平，年龄超过75岁。然而，对于NStemi，女性的顶部标记较低，肌钙蛋白水平低，尿素水平高，80多年。对于男性来说，顶部标记是高心率，肌酐水平，年龄超过70岁。结论：我们的结果表明，通过解释ehrs培训的ML死亡率模型，通过解释ML死亡率模型显示不同ACS子群的可能的显着和相干的性别特异性风险标记。在妇女与男性的确定风险标志中观察到差异，突出了考虑性别特异性标记在实施更适当的治疗策略和更好的临床结果方面的重要性。

目的：我们研究使用机器学习（ML）模型的可解释的累入预测，并在预测能力，稀疏性和公平性方面分析性能。与以前的作品不同，本研究列举了输出概率而不是二进制预测的可解释模型，并使用定量公平定义来评估模型。本研究还研究了模型是否可以横跨地理位置概括。方法：我们在佛罗里达州和肯塔基州的两个不同的刑事核查数据集上生成了黑盒和可解释的ML模型。我们将这些模型的预测性能和公平与目前用于司法系统中使用的两种方法进行了比较，以预测审前常规率：Arnold PSA和Compas。我们评估了所有模型的预测性能，可以在两次跨越两次预测六种不同类型犯罪的模型。结果：几种可解释的ML模型可以预测常规和黑盒ML模型，比Compas或Arnold PSA更准确。这些模型在实践中可能有用。类似于Arnold PSA，这些可解释模型中的一些可以作为一个简单的表格写入。其他可以使用一组可视化显示。我们的地理分析表明ML模型应分开培训，以便单独的位置并随时间更新。我们还为可​​解释模型提供了公平分析。结论：可解释的机器学习模型可以在预测准确性和公平性方面表现，也可以表现，也可以表现，也可以执行不可解释的方法和目前使用的风险评估尺度。机器学习模型对于单独培训，可以更准确地进行不同的位置，并保持最新。

被称为超声心动图的心脏成像是一种非侵入性工具，用于生成包括图像和视频的数据，心脏病专家用来诊断心脏异常，尤其是心肌梗死（MI）。超声心动图机可以提供大量数据，需要由心脏病专家快速分析，以帮助他们做出诊断和治疗心脏病。但是，获得的数据质量取决于购置条件以及患者对设置说明的响应能力。这些限制对医生的挑战尤其是当患者面对MI并且他们的生命受到威胁时。在本文中，我们提出了一种基于卷积神经网络（CNN）的创新实时端到端全自动模型，以根据由左心室（LV）的区域壁运动异常（RWMA）检测到MI，该模型是由左心室（LV）的视频中的。超声心动图。我们的模型是由2D CNN组成的管道实现Mi。我们在由165个超声心动图视频组成的数据集上培训了两个CNN，每个CNN从一个独特的患者中获得。 2D CNN在数据分割方面达到了97.18％的精度，而3D CNN获得了90.9％的精度，100％的精度和95％的召回率。我们的结果表明，创建一个完全自动化的MI检测系统是可行且有利的。

如今，人工智能（AI）已成为临床和远程医疗保健应用程序的基本组成部分，但是最佳性能的AI系统通常太复杂了，无法自我解释。可解释的AI（XAI）技术被定义为揭示系统的预测和决策背后的推理，并且在处理敏感和个人健康数据时，它们变得更加至关重要。值得注意的是，XAI并未在不同的研究领域和数据类型中引起相同的关注，尤其是在医疗保健领域。特别是，许多临床和远程健康应用程序分别基于表格和时间序列数据，而XAI并未在这些数据类型上进行分析，而计算机视觉和自然语言处理（NLP）是参考应用程序。为了提供最适合医疗领域表格和时间序列数据的XAI方法的概述，本文提供了过去5年中文献的审查，说明了生成的解释的类型以及为评估其相关性所提供的努力和质量。具体而言，我们确定临床验证，一致性评估，客观和标准化质量评估以及以人为本的质量评估作为确保最终用户有效解释的关键特征。最后，我们强调了该领域的主要研究挑战以及现有XAI方法的局限性。

肺癌是全球癌症死亡的主要原因，肺腺癌是最普遍的肺癌形式。 EGFR阳性肺腺癌已被证明对TKI治疗的反应率很高，这是肺癌分子测试的基本性质。尽管目前的指南考虑必要测试，但很大一部分患者并未常规化，导致数百万的人未接受最佳治疗肺癌。测序是EGFR突变分子测试的黄金标准，但是结果可能需要数周的时间才能回来，这在时间限制的情况下并不理想。能够快速，便宜地检测EGFR突变的替代筛查工具的开发，同时保存组织以进行测序可以帮助减少受比较治疗的患者的数量。我们提出了一种多模式方法，该方法将病理图像和临床变量整合在一起，以预测EGFR突变状态，迄今为止最大的临床队列中的AUC为84％。这样的计算模型可以以很少的额外成本进行大部分部署。它的临床应用可以减少中国接受亚最佳治疗的患者数量53.1％，在美国将高达96.6％的患者减少96.6％。