Predicting readmissions to the intensive care unit based on data available at the time of arrival : a classification approach

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Loreto, Melina Silva de
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/215352
Resumo: Pacientes críticos constituem a população mais heterogênea nos hospitais, com as maiores taxas de comorbidades agudas e crônicas. A determinação de quais pacientes estão prontos para alta de uma Unidade de Terapia Intensiva (UTI) apresenta um grande desafio, pois as readmissões na UTI estão associadas a vários resultados negativos, como aumento da mortalidade, tempo de internação e custo em comparação com os pacientes que não são readmitidos durante a internação hospitalar. A alta precoce da UTI pode resultar em níveis inadequados de monitoramento, o que leva à readmissão na UTI. O objetivo deste trabalho é prever o risco de readmissão após a alta da UTI, usando características na admissão do paciente. Analisamos um conjunto de dados anonimizado com 17.786 pacientes adultos de três UTIs em dois hospitais universitários brasileiros. Para avaliar os pacientes readmitidos, foram excluídos 3.765 pacientes falecidos durante a primeira internação na UTI. Nosso conjunto de dados final contém 14.021 pacientes. Desses, 1.149 pacientes (8,1 %) foram readmitidos na UTI e compõem nossa classe positiva. Obtivemos um conjunto de 134 atributos, incluindo dados demográficos, tempo de internação antes da internação na UTI, comorbidades, índices de gravidade, intervenções, terapias de suporte a internação na UTI e resultados laboratoriais. Testamos seis algoritmos de classificação (incluindo algoritmos bayesianos, árvores de decisão, métodos baseados em regras e ensemble) em diferentes conjuntos de atributos e avaliamos seus resultados com base em seis métricas. Nossos resultados mostram que as previsões feitas exclusivamente com base nos atributos coletados na admissão são altamente precisas. Sua qualidade em termos de previsão não difere das previsões feitas usando o conjunto completo de atributos para nosso conjunto de dados. É possível concluir, portanto, que as características do paciente presentes na admissão na UTI foram capazes de prever a readmissão na UTI. Mais pesquisas são necessárias para determinar se esses achados são consistentes em outros conjuntos de dados e comparados ao desempenho das ferramentas de previsão usando dados na alta da UTI como uma alternativa ou uma abordagem adicional.
id URGS_a163cd7fd71f6415b676404752317698
oai_identifier_str oai:www.lume.ufrgs.br:10183/215352
network_acronym_str URGS
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
repository_id_str 1853
spelling Loreto, Melina Silva deMoreira, Viviane Pereira2020-11-21T04:25:35Z2020http://hdl.handle.net/10183/215352001119877Pacientes críticos constituem a população mais heterogênea nos hospitais, com as maiores taxas de comorbidades agudas e crônicas. A determinação de quais pacientes estão prontos para alta de uma Unidade de Terapia Intensiva (UTI) apresenta um grande desafio, pois as readmissões na UTI estão associadas a vários resultados negativos, como aumento da mortalidade, tempo de internação e custo em comparação com os pacientes que não são readmitidos durante a internação hospitalar. A alta precoce da UTI pode resultar em níveis inadequados de monitoramento, o que leva à readmissão na UTI. O objetivo deste trabalho é prever o risco de readmissão após a alta da UTI, usando características na admissão do paciente. Analisamos um conjunto de dados anonimizado com 17.786 pacientes adultos de três UTIs em dois hospitais universitários brasileiros. Para avaliar os pacientes readmitidos, foram excluídos 3.765 pacientes falecidos durante a primeira internação na UTI. Nosso conjunto de dados final contém 14.021 pacientes. Desses, 1.149 pacientes (8,1 %) foram readmitidos na UTI e compõem nossa classe positiva. Obtivemos um conjunto de 134 atributos, incluindo dados demográficos, tempo de internação antes da internação na UTI, comorbidades, índices de gravidade, intervenções, terapias de suporte a internação na UTI e resultados laboratoriais. Testamos seis algoritmos de classificação (incluindo algoritmos bayesianos, árvores de decisão, métodos baseados em regras e ensemble) em diferentes conjuntos de atributos e avaliamos seus resultados com base em seis métricas. Nossos resultados mostram que as previsões feitas exclusivamente com base nos atributos coletados na admissão são altamente precisas. Sua qualidade em termos de previsão não difere das previsões feitas usando o conjunto completo de atributos para nosso conjunto de dados. É possível concluir, portanto, que as características do paciente presentes na admissão na UTI foram capazes de prever a readmissão na UTI. Mais pesquisas são necessárias para determinar se esses achados são consistentes em outros conjuntos de dados e comparados ao desempenho das ferramentas de previsão usando dados na alta da UTI como uma alternativa ou uma abordagem adicional.Critically ill patients constitute the most heterogeneous population in hospitals, with the highest rates of acute and chronic multimorbidity. Determining which patients are ready for discharge from an Intensive Care Unit (ICU) presents a huge challenge, as ICU readmissions are associated with several negative outcomes such as increased mortality, length of stay, and cost compared to those patients who are not readmitted during their hospital stay. Premature ICU discharge may result in inadequate levels of monitoring, which leads to readmission into the ICU. The main goal of this work is to predict the risk of readmission after ICU discharge using characteristics available at the patient’s admission. We analyzed an anonymized dataset with 17,786 adult patients from three ICUs in two Brazilian university hospitals. To evaluate the readmitted patients, we excluded the 3,765 deceased patients during their first ICU admission. Our final dataset contained 14,021 patients. Of those, 1,149 patients (8.1%) have been readmitted to the ICU and made up our positive class. We obtained a set of 134 attributes, including demographics, length of stay prior to ICU admission, comorbidities, severity indexes, interventions, organ support care during ICU stay, and laboratory results. We tested six classification algorithms (including Bayesian algorithms, decision trees, rule-based, and ensemble methods) over different sets of attributes and evaluated their results based on six metrics. Our results show that predictions made solely based on the attributes collected at the admission are highly accurate. Their quality in terms of prediction is no different from predictions made using the complete set of attributes for our dataset. We conclude that the patient’s characteristics present at ICU admission were good predictors of ICU readmissions. Further research is needed to determine whether these findings are consistent in other settings with other datasets and compared to the performance of prediction tools using data at ICU discharge as an alternative or an additive approach.application/pdfengTerapia intensivaReadmissão do pacienteAprendizado de máquinaInformática médicaÁrvores de decisõesClassificationPredicting readmissions to the intensive care unit based on data available at the time of arrival : a classification approachPrevendo readmissões na unidade de terapia intensiva com base nos dados disponíveis no momento da chegada: uma abordagem de classificação info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisUniversidade Federal do Rio Grande do SulInstituto de InformáticaPrograma de Pós-Graduação em ComputaçãoPorto Alegre, BR-RS2020mestradoinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGSinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)instacron:UFRGSTEXT001119877.pdf.txt001119877.pdf.txtExtracted Texttext/plain121194http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/215352/2/001119877.pdf.txtd496b73be721ee4e7330f41f879fb58eMD52ORIGINAL001119877.pdfTexto completo (inglês)application/pdf1794697http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/215352/1/001119877.pdfcaf366149b1676471623df3be1658b04MD5110183/2153522024-05-18 06:24:22.715343oai:www.lume.ufrgs.br:10183/215352Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://lume.ufrgs.br/handle/10183/2PUBhttps://lume.ufrgs.br/oai/requestlume@ufrgs.br||lume@ufrgs.bropendoar:18532024-05-18T09:24:22Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)false
dc.title.pt_BR.fl_str_mv Predicting readmissions to the intensive care unit based on data available at the time of arrival : a classification approach
dc.title.alternative.pt.fl_str_mv Prevendo readmissões na unidade de terapia intensiva com base nos dados disponíveis no momento da chegada: uma abordagem de classificação
title Predicting readmissions to the intensive care unit based on data available at the time of arrival : a classification approach
spellingShingle Predicting readmissions to the intensive care unit based on data available at the time of arrival : a classification approach
Loreto, Melina Silva de
Terapia intensiva
Readmissão do paciente
Aprendizado de máquina
Informática médica
Árvores de decisões
Classification
title_short Predicting readmissions to the intensive care unit based on data available at the time of arrival : a classification approach
title_full Predicting readmissions to the intensive care unit based on data available at the time of arrival : a classification approach
title_fullStr Predicting readmissions to the intensive care unit based on data available at the time of arrival : a classification approach
title_full_unstemmed Predicting readmissions to the intensive care unit based on data available at the time of arrival : a classification approach
title_sort Predicting readmissions to the intensive care unit based on data available at the time of arrival : a classification approach
author Loreto, Melina Silva de
author_facet Loreto, Melina Silva de
author_role author
dc.contributor.author.fl_str_mv Loreto, Melina Silva de
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Moreira, Viviane Pereira
contributor_str_mv Moreira, Viviane Pereira
dc.subject.por.fl_str_mv Terapia intensiva
Readmissão do paciente
Aprendizado de máquina
Informática médica
Árvores de decisões
topic Terapia intensiva
Readmissão do paciente
Aprendizado de máquina
Informática médica
Árvores de decisões
Classification
dc.subject.eng.fl_str_mv Classification
description Pacientes críticos constituem a população mais heterogênea nos hospitais, com as maiores taxas de comorbidades agudas e crônicas. A determinação de quais pacientes estão prontos para alta de uma Unidade de Terapia Intensiva (UTI) apresenta um grande desafio, pois as readmissões na UTI estão associadas a vários resultados negativos, como aumento da mortalidade, tempo de internação e custo em comparação com os pacientes que não são readmitidos durante a internação hospitalar. A alta precoce da UTI pode resultar em níveis inadequados de monitoramento, o que leva à readmissão na UTI. O objetivo deste trabalho é prever o risco de readmissão após a alta da UTI, usando características na admissão do paciente. Analisamos um conjunto de dados anonimizado com 17.786 pacientes adultos de três UTIs em dois hospitais universitários brasileiros. Para avaliar os pacientes readmitidos, foram excluídos 3.765 pacientes falecidos durante a primeira internação na UTI. Nosso conjunto de dados final contém 14.021 pacientes. Desses, 1.149 pacientes (8,1 %) foram readmitidos na UTI e compõem nossa classe positiva. Obtivemos um conjunto de 134 atributos, incluindo dados demográficos, tempo de internação antes da internação na UTI, comorbidades, índices de gravidade, intervenções, terapias de suporte a internação na UTI e resultados laboratoriais. Testamos seis algoritmos de classificação (incluindo algoritmos bayesianos, árvores de decisão, métodos baseados em regras e ensemble) em diferentes conjuntos de atributos e avaliamos seus resultados com base em seis métricas. Nossos resultados mostram que as previsões feitas exclusivamente com base nos atributos coletados na admissão são altamente precisas. Sua qualidade em termos de previsão não difere das previsões feitas usando o conjunto completo de atributos para nosso conjunto de dados. É possível concluir, portanto, que as características do paciente presentes na admissão na UTI foram capazes de prever a readmissão na UTI. Mais pesquisas são necessárias para determinar se esses achados são consistentes em outros conjuntos de dados e comparados ao desempenho das ferramentas de previsão usando dados na alta da UTI como uma alternativa ou uma abordagem adicional.
publishDate 2020
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2020-11-21T04:25:35Z
dc.date.issued.fl_str_mv 2020
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://hdl.handle.net/10183/215352
dc.identifier.nrb.pt_BR.fl_str_mv 001119877
url http://hdl.handle.net/10183/215352
identifier_str_mv 001119877
dc.language.iso.fl_str_mv eng
language eng
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
instname:Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)
instacron:UFRGS
instname_str Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)
instacron_str UFRGS
institution UFRGS
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
bitstream.url.fl_str_mv http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/215352/2/001119877.pdf.txt
http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/215352/1/001119877.pdf
bitstream.checksum.fl_str_mv d496b73be721ee4e7330f41f879fb58e
caf366149b1676471623df3be1658b04
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)
repository.mail.fl_str_mv lume@ufrgs.br||lume@ufrgs.br
_version_ 1810085538835726336