目的:提高地理访问仍然是确定卫生政策设计中区域医疗资源充足的关键问题。然而,患者的选择可以是各种因素的复杂交互的结果。本研究的目的是提出深度神经网络方法来模拟患者选择在旅行距离中的复杂决定,以获取护理,这是分配资源的决策制定的重要指标。方法:我们使用了台湾的4年全国保险数据,并积累了早期文献中讨论的可能特征。本研究提出使用卷积神经网络(CNN)基于框架来进行预测。模型性能对其他机器学习方法进行了测试。使用集成梯度(IG)进一步解释了所提出的框架来分析特征权重。结果:我们成功地证明了使用基于CNN的框架来预测患者的旅行距离的有效性,实现0.968,AUC的精度,0.969,敏感性为0.960,比0.989的特异性。基于CNN的框架优于所有其他方法。在这项研究中,IG重量可能是可解释的;然而,这种关系与公共卫生中的已知指标不相似,类似于普通共识。结论:我们的结果表明了基于深度学习的旅行距离预测模型的可行性。它有可能在资源分配中指导政策制定。
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传统机器学习方法面临两种主要挑战,在处理医疗保健预测分析任务方面。首先,医疗保健数据的高维性质需要劳动密集型和耗时的过程,为每项新任务选择适当的功能集。其次,这些方法依赖于特征工程来捕获患者数据的顺序性,这可能无法充分利用医疗事件的时间模式及其依赖性。最近的深度学习方法通​​过解决医疗数据的高维和时间挑战,对各种医疗保健预测任务显示了有希望的性能。这些方法可以学习关键因素(例如,医学概念或患者)的有用表示及其与高维原始或最低处理的医疗保健数据的相互作用。在本文中,我们系统地审查了专注于推进和使用深神经网络的研究,以利用患者结构化时间序列数据进行医疗保健预测任务。为了识别相关研究,搜索MEDLINE,IEEE,SCOPUS和ACM数字图书馆于2021年2月7日出版的研究。我们发现研究人员在十个研究流中为深度时间序列预测文献做出了贡献:深入学习模型,缺少价值处理,不规则处理,患者表示,静态数据包容,关注机制,解释,纳入医疗本体,学习策略和可扩展性。本研究总结了这些文献流的研究见解,确定了几个关键研究差距,并提出了未来的患者时间序列数据深入学习的研究机会。
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胆道是一个管网络,将肝脏与胆囊连接到胆囊,这是一个正下方的器官。胆管是胆汁树中的主要管。胆管的扩张是人体中更多主要问题的关键指标,例如石头和肿瘤,这些问题通常是由胰腺或Vater的乳头状引起的。在许多情况下,胆管扩张的检测对于初学者或未经训练的医务人员来说可能具有挑战性。即使是专业人士也无法用肉眼检测到胆管扩张。这项研究提出了一种基于视觉的独特模型,用于初始诊断。为了从磁共振图像分割胆道树,框架使用了不同的图像处理方法(MRI)。在对图像的感兴趣区域进行了细分后,对其进行了许多计算,以提取10个特征,包括主要轴和次要轴,胆管区域,胆汁树面积,紧凑性和某些纹理特征(对比度,平均值,方差和相关性)。这项研究使用了约旦安曼国王侯赛因医学中心的图像数据库,其中包括200张MRI图像,100例正常病例和100例胆管扩张的患者。提取特征后,使用各种分类器来确定患者的健康状况(正常或扩张)。研究结果表明,提取的特征在曲线下的准确性和面积方面与所有分类器都很好。这项研究的独特之处在于,它使用自动方法从MRI图像中分割胆汁树,并且科学地将检索到的特征与胆道树状态相关联,而文献中从未做过。
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医院住宿时间(LOS)是最重要的医疗保健度量之一,反映了医院的服务质量,有助于改善医院调度和管理。LOS预测有助于成本管理,因为留在医院的患者通常在资源受到严重限制的情况下这样做。在这项研究中,我们通过机器学习和统计方法审查了LOS预测的论文。我们的文献综述考虑了对卒中患者LOS预测的研究研究。一些受访的研究表明,作者达成了相应的结论。例如,患者的年龄被认为是一些研究中卒中患者LOS的重要预测因子,而其他研究则认为年龄不是一个重要因素。因此,在该领域需要额外的研究以进一步了解卒中患者LOS的预测因子。
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心脏病已成为对人类生活产生重大影响的最严重疾病之一。在过去的十年中,它已成为全球人民死亡的主要原因之一。为了防止患者进一步损害,准确地诊断为心脏病是一个重要因素。最近,我们看到了非侵入性医学程序的用法,例如医学领域的基于人工智能的技术。专门的机器学习采用了多种算法和技术,这些算法和技术被广泛使用,并且在较少的时间以诊断心脏病的准确诊断非常有用。但是,对心脏病的预测并不是一件容易的事。医疗数据集的规模不断增加,使从业者了解复杂的特征关系并做出疾病预测是一项复杂的任务。因此,这项研究的目的是从高度维数据集中确定最重要的风险因素,这有助于对心脏病的准确分类,并减少并发症。为了进行更广泛的分析,我们使用了具有各种医学特征的两个心脏病数据集。基准模型的分类结果证明,相关特征对分类精度产生了很大的影响。即使功能减少,与在全功能集中训练的模型相比,分类模型的性能随着训练时间的减少而显着提高。
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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。
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Pneumonia, a respiratory infection brought on by bacteria or viruses, affects a large number of people, especially in developing and impoverished countries where high levels of pollution, unclean living conditions, and overcrowding are frequently observed, along with insufficient medical infrastructure. Pleural effusion, a condition in which fluids fill the lung and complicate breathing, is brought on by pneumonia. Early detection of pneumonia is essential for ensuring curative care and boosting survival rates. The approach most usually used to diagnose pneumonia is chest X-ray imaging. The purpose of this work is to develop a method for the automatic diagnosis of bacterial and viral pneumonia in digital x-ray pictures. This article first presents the authors' technique, and then gives a comprehensive report on recent developments in the field of reliable diagnosis of pneumonia. In this study, here tuned a state-of-the-art deep convolutional neural network to classify plant diseases based on images and tested its performance. Deep learning architecture is compared empirically. VGG19, ResNet with 152v2, Resnext101, Seresnet152, Mobilenettv2, and DenseNet with 201 layers are among the architectures tested. Experiment data consists of two groups, sick and healthy X-ray pictures. To take appropriate action against plant diseases as soon as possible, rapid disease identification models are preferred. DenseNet201 has shown no overfitting or performance degradation in our experiments, and its accuracy tends to increase as the number of epochs increases. Further, DenseNet201 achieves state-of-the-art performance with a significantly a smaller number of parameters and within a reasonable computing time. This architecture outperforms the competition in terms of testing accuracy, scoring 95%. Each architecture was trained using Keras, using Theano as the backend.
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抗微生物抗性(AMR)是患者的风险和医疗保健系统的负担。但是,AMR测定通常需要几天。本研究为基于易于使用的临床和微生物预测因子,包括患者人口统计,医院住宿数据,诊断,临床特征以及微生物/抗微生物特征,以及仅使用微生物/抗微生物特征将这些模型与微生物/抗微生物特性进行基于幼稚抗体模型的模型的预测模型。在培养之前准确地预测阻力的能力可以向临床决策提供通知临床决策并缩短行动时间。这里采用的机器学习算法显示出改进的分类性能(接收器操作特性曲线0.88-0.89的区域)与使用飞利浦EICU研究所的6个生物和10个抗生素的接收器操作特征曲线0.86下的接收器下的面积为0.88-0.89)(ERI )数据库。该方法可以帮助指导抗菌治疗,目的是改善患者结果并减少不必要或无效抗生素的使用。
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入院后护理管理协调患者的转诊,以改善从医院出院,尤其是老年人和长期患者。在护理管理环境中,健康转诊是由托管护理组织(MCO)的专业部门处理的,该部门与许多其他实体进行互动,包括住院医院,保险公司和入院后护理提供者。在本文中,提出了一个机器学习引导的离散事件仿真框架,以改善健康推荐处理。开发了基于随机福雷林的预测模型来预测LOS和推荐类型。构建了两个仿真模型,以代表转介处理系统和智能系统的AS配置,分别合并了预测功能。通过将推荐处理系统的预测模块合并以计划和优先级推荐,在减少平均转介创建延迟时间方面增强了整体性能。这项研究将强调放电后护理管理在改善健康质量和降低相关成本方面的作用。此外,本文演示了如何使用集成系统工程方法来改进复杂的医疗系统的过程。
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在全球范围内,有实质性的未满足需要有效地诊断各种疾病。不同疾病机制的复杂性和患者人群的潜在症状具有巨大挑战,以发展早期诊断工具和有效治疗。机器学习(ML),人工智能(AI)区域,使研究人员,医师和患者能够解决这些问题的一些问题。基于相关研究,本综述解释了如何使用机器学习(ML)和深度学习(DL)来帮助早期识别许多疾病。首先,使用来自Scopus和Science(WOS)数据库的数据来给予所述出版物的生物计量研究。对1216个出版物的生物计量研究进行了确定,以确定最多产的作者,国家,组织和最引用的文章。此次审查总结了基于机器学习的疾病诊断(MLBDD)的最新趋势和方法,考虑到以下因素:算法,疾病类型,数据类型,应用和评估指标。最后,该文件突出了关键结果,并向未来的未来趋势和机遇提供了解。
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临床数据管理系统和人工智能方法的快速进展使个性化药物的时代能够。重症监护单位(ICU)是这种发展的理想临床研究环境,因为它们收集了许多临床数据,并且是高度计算机化的环境。我们在使用临床自然语言的前瞻性ICU数据库中设计了一种回顾性临床研究,帮助早期诊断严重生病的儿童心力衰竭。该方法包括学习算法的实证实验,以了解法国临床票据数据的隐藏解释和呈现。本研究包括1386名患者的临床票据,符合5444行票据。有1941个阳性案件(总计36%)和3503个使用标准方法的独立医生分类的负案件。多层的感知者神经网络优于其他判别和生成的分类器。因此,所提出的框架产生了总体分类性能,精度为89%,召回88%和89%的精度。本研究成功地应用了学习代表和机器学习算法,以检测单一法国机构中的临床自然语言的心力衰竭。需要进一步的工作来在其他机构和其他语言中使用相同的方法。
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自2020年2月以来,世界一直在与Covid-19疾病进行激烈的斗争,随着疾病变成大流行,卫生系统受到悲惨的压力。这项研究的目的是使用对LogNNET储层神经网络的向后特征消除算法获得COVID-19的诊断和预后中最有效的常规血值(RBV)。该研究中的第一个数据集由5296例患者组成,具有相同数量的阴性和阳性COVID-19。 Lognnet模型在疾病诊断中的准确率为99.5%,其特征的精度为99.17%,只有平均红细胞血红蛋白浓度,平均性肌张力性血红蛋白和激活的部分凝血酶蛋白时间。第二个数据集由总共3899例COVID-19诊断为医院接受治疗的患者,其中203名患者是严重的患者,3696例患者是温和的患者。该模型以48个特征确定疾病预后的准确率达到94.4%,而仅红细胞沉降率,中性粒细胞计数和C反应性蛋白质特征,精度为82.7%。我们的方法将减少卫生部门的负压力,并帮助医生使用关键特征来了解Covid-19的发病机理。该方法有望在物联网中创建移动健康监控系统。
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当人体的各种参数在日常生活中立即监测并与物联网(IoT)相连时,医疗保健数字化需要有效的人类传感器方法。特别是,用于迅速诊断COVID-19的机器学习(ML)传感器是医疗保健和环境援助生活(AAL)的物联网应用的一个重要案例(AAL)。通过各种诊断测试和成像结果确定Covid-19的感染状态是昂贵且耗时的。这项研究的目的是基于常规的血值(RBV)值,为诊断CoVID-19的快速,可靠和经济的替代工具提供了一种。该研究的数据集由总共5296例患者组成,具有相同数量的阴性和阳性Covid-19测试结果和51个常规血值。在这项研究中,13个流行的分类器机器学习模型和LogNnet神经网络模型被逐渐消失。在检测疾病的时间和准确性方面,最成功的分类器模型是基于直方图的梯度提升(HGB)。 HGB分类器确定了11个最重要的特征(LDL,胆固醇,HDL-C,MCHC,甘油三酸酯,淀粉酶,UA,LDH,CK-MB,ALP和MCH),以100%准确性检测该疾病,学习时间6.39秒。此外,讨论了这些特征在疾病诊断中的单,双重和三组合的重要性。我们建议将这11个特征及其组合用作诊断疾病的ML传感器的重要生物标志物,从而支持Arduino和云物联网服务上的边缘计算。
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The issue of left before treatment complete (LBTC) patients is common in emergency departments (EDs). This issue represents a medico-legal risk and may cause a revenue loss. Thus, understanding the factors that cause patients to leave before treatment is complete is vital to mitigate and potentially eliminate these adverse effects. This paper proposes a framework for studying the factors that affect LBTC outcomes in EDs. The framework integrates machine learning, metaheuristic optimization, and model interpretation techniques. Metaheuristic optimization is used for hyperparameter optimization--one of the main challenges of machine learning model development. Three metaheuristic optimization algorithms are employed for optimizing the parameters of extreme gradient boosting (XGB), which are simulated annealing (SA), adaptive simulated annealing (ASA), and adaptive tabu simulated annealing (ATSA). The optimized XGB models are used to predict the LBTC outcomes for the patients under treatment in ED. The designed algorithms are trained and tested using four data groups resulting from the feature selection phase. The model with the best predictive performance is interpreted using SHaply Additive exPlanations (SHAP) method. The findings show that ATSA-XGB outperformed other mode configurations with an accuracy, area under the curve (AUC), sensitivity, specificity, and F1-score of 86.61%, 87.50%, 85.71%, 87.51%, and 86.60%, respectively. The degree and the direction of effects of each feature were determined and explained using the SHAP method.
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本文介绍了一种使用旨在解决现实世界应用中CDSS的低适用性和可扩展性问题的数据驱动的预测模型来构建一致和适用的临床决策支持系统(CDSS)的方法。该方法基于域特定和数据驱动的支持程序的三种特定于域和数据驱动的支持程序,该程序将被纳入临床业务流程,具有更高的信任和预测结果和建议的解释性。在考虑的三个阶段,监管策略,数据驱动模式和解释程序被集成,以实现与决策者的自然域特定的互动,具有智能决策支持焦点的连续缩小。该提出的方法能够实现更高水平的自动化,可扩展性和CDSS的语义解释性。该方法是在软件解决方案中实现的,并在T2DM预测中进行了测试,使我们能够改善已知的临床尺度(例如FindRisk),同时保持与现有应用程序类似的特定问题的推理界面。这种继承与三分阶段的方法一起提供了更高的解决方案兼容性,并导致数据驱动的解决方案在现实案件中的信任,有效和解释应用。
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痴呆症是一种神经精神脑障碍,通常会在一个或多个脑细胞停止部分或根本停止工作时发生。在疾病的早期阶段诊断这种疾病是从不良后果中挽救生命并为他们提供更好的医疗保健的至关重要的任务。事实证明,机器学习方法在预测疾病早期痴呆症方面是准确的。痴呆的预测在很大程度上取决于通常从归一化的全脑体积(NWBV)和地图集缩放系数(ASF)收集的收集数据类型,这些数据通常测量并从磁共振成像(MRIS)中进行校正。年龄和性别等其他生物学特征也可以帮助诊断痴呆症。尽管许多研究使用机器学习来预测痴呆症,但我们无法就这些方法的稳定性得出结论,而这些方法在不同的实验条件下更准确。因此,本文研究了有关痴呆预测的机器学习算法的性能的结论稳定性。为此,使用7种机器学习算法和两种功能还原算法,即信息增益(IG)和主成分分析(PCA)进行大量实验。为了检查这些算法的稳定性,IG的特征选择阈值从20%更改为100%,PCA尺寸从2到8。这导致了7x9 + 7x7 = 112实验。在每个实验中,都记录了各种分类评估数据。获得的结果表明,在七种算法中,支持向量机和天真的贝叶斯是最稳定的算法,同时更改选择阈值。同样,发现使用IG似乎比使用PCA预测痴呆症更有效。
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在这个时代,作为医疗的主要重点,这一时刻已经到来了。尽管令人印象深刻,但已经开发出来检测疾病的多种技术。此时,有一些类型的疾病COVID-19,正常烟,偏头痛,肺病,心脏病,肾脏疾病,糖尿病,胃病,胃病,胃病,骨骼疾病,自闭症是非常常见的疾病。在此分析中,我们根据疾病的症状进行了分析疾病症状的预测。我们研究了一系列症状,并接受了人们的调查以完成任务。已经采用了几种分类算法来训练模型。此外,使用性能评估矩阵来衡量模型的性能。最后,我们发现零件分类器超过了其他分类器。
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细菌感染负责全球高死亡率。感染潜在的抗菌素耐药性,多方面的患者的临床状况会阻碍正确选择抗生素治疗。随机临床试验提供了平均治疗效果估计值,但对于治疗选择的风险分层和优化,即个性化治疗效果(ITE)并不理想。在这里,我们利用了从美国南部学术诊所收集的大规模电子健康记录数据,模仿临床试验,即“目标试验”,并为诊断患有急性细菌的患者开发了死亡率预测和ITE估计的机器学习模型皮肤和皮肤结构感染(ABSSI)是由于金黄色葡萄球菌(MRSA)引起的。 ABSSI-MRSA是一个充满挑战的疾病,治疗选择减少 - 万古霉素是首选的选择,但它具有不可忽略的副作用。首先,我们使用倾向评分匹配来模仿试验并创建随机治疗(万古霉素与其他抗生素)数据集。接下来,我们使用此数据来训练各种机器学习方法(包括增强/Lasso Logistic回归,支持向量机和随机森林),并通过引导验证选择接收器特征(AUC)下的面积最佳模型。最后,我们使用这些模型来计算ITE并通过改变治疗的变化来避免死亡。排出外测试表明,SVM和RF是最准确的,AUC分别为81%和78%,但BLR/Lasso不远(76%)。通过使用BLR/Lasso计算反事实,万古霉素增加了死亡的风险,但显示出很大的变化(优势比1.2,95%范围0.4-3.8),对结果概率的贡献是适度的。取而代之的是,RF在ITE中表现出更大的变化,表明更复杂的治疗异质性。
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30天的医院再入院是一个长期存在的医疗问题,会影响患者的发病率和死亡率,每年造成数十亿美元的损失。最近,已经创建了机器学习模型来预测特定疾病患者的住院再入院风险,但是不存在任何模型来预测所有患者的风险。我们开发了一个双向长期记忆(LSTM)网络,该网络能够使用随时可用的保险数据(住院访问,门诊就诊和药物处方)来预测任何入院患者的30天重新入选,无论其原因如何。使用历史,住院和入院后数据时,表现最佳模型的ROC AUC为0.763(0.011)。 LSTM模型显着优于基线随机森林分类器,表明了解事件的顺序对于模型预测很重要。与仅住院数据相比,与住院数据相比,将30天的历史数据纳入也显着改善了模型性能,这表明患者入院前的临床病史,包括门诊就诊和药房数据是重新入院的重要贡献者。我们的结果表明,机器学习模型能够使用结构化保险计费数据以合理的准确性来预测住院再入院的风险。由于可以从网站中提取计费数据或同等代理人,因此可以部署此类模型以识别有入院风险的患者,或者分配更多可靠的随访(更近的后续后续,家庭健康,邮寄药物) - 出院后风险患者。
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由于医疗保健是关键方面,健康保险已成为最大程度地减少医疗费用的重要计划。此后,由于保险的增加,医疗保健行业的欺诈活动大幅增加,欺诈行业已成为医疗费用上升的重要贡献者,尽管可以使用欺诈检测技术来减轻其影响。为了检测欺诈,使用机器学习技术。美国联邦政府的医疗补助和医疗保险服务中心(CMS)在本研究中使用“医疗保险D部分”保险索赔来开发欺诈检测系统。在类不平衡且高维的Medicare数据集中使用机器学习算法是一项艰巨的任务。为了紧凑此类挑战,目前的工作旨在在数据采样之后执行功能提取,然后应用各种分类算法,以获得更好的性能。特征提取是一种降低降低方法,该方法将属性转换为实际属性的线性或非线性组合,生成较小,更多样化的属性集,从而降低了尺寸。数据采样通常用于通过扩大少数族裔类的频率或降低多数类的频率以获得两种类别的出现数量大约相等的频率来解决类不平衡。通过标准性能指标评估所提出的方法。因此,为了有效地检测欺诈,本研究将自动编码器作为特征提取技术,合成少数族裔过采样技术(SMOTE)作为数据采样技术,以及各种基于决策树的分类器作为分类算法。实验结果表明,自动编码器的结合,然后在LightGBM分类器上获得SMOTE,取得了最佳的结果。
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