Background: Benchmarking medical decision support algorithms often struggles due to limited access to datasets, narrow prediction tasks, and restricted input modalities. These limitations affect their clinical relevance and performance in high-stakes areas like emergency care, complicating replication, validation, and improvement of benchmarks. Methods: We introduce a dataset based on MIMIC-IV, benchmarking protocol, and initial results for evaluating multimodal decision support in the emergency department (ED). We use diverse data modalities from the first 1.5 hours of patient arrival, including demographics, biometrics, vital signs, lab values, and electrocardiogram waveforms. We analyze 1443 clinical labels across two contexts: predicting diagnoses with ICD-10 codes and forecasting patient deterioration. Results: Our multimodal diagnostic model achieves an AUROC score over 0.8 in a statistically significant manner for 357 out of 1428 conditions, including cardiac issues like myocardial infarction and non-cardiac conditions such as renal disease and diabetes. The deterioration model scores above 0.8 in a statistically significant manner for 13 out of 15 targets, including critical events like cardiac arrest and mechanical ventilation, ICU admission as well as short- and long-term mortality. Incorporating raw waveform data significantly improves model performance, which represents one of the first robust demonstrations of this effect. Conclusions: This study highlights the uniqueness of our dataset, which encompasses a wide range of clinical tasks and utilizes a comprehensive set of features collected early during the emergency after arriving at the ED. The strong performance, as evidenced by high AUROC scores across diagnostic and deterioration targets, underscores the potential of our approach to revolutionize decision-making in acute and emergency medicine.


翻译:背景:由于数据集访问受限、预测任务狭窄以及输入模态受限,医疗决策支持算法的基准测试常常面临挑战。这些限制影响了其在急诊护理等高风险领域的临床相关性和性能,使基准的复现、验证和改进变得复杂。方法:我们基于MIMIC-IV引入一个数据集、基准测试协议及初步结果,用于评估急诊科(ED)的多模态决策支持。我们利用患者抵达后最初1.5小时内的多种数据模态,包括人口统计学、生物特征、生命体征、实验室数值和心电图波形。我们分析了跨越两个应用场景的1443个临床标签:使用ICD-10编码预测诊断以及预测患者病情恶化。结果:我们的多模态诊断模型在1428种疾病中的357种上以统计学显著的方式实现了超过0.8的AUROC分数,包括心肌梗死等心脏问题以及肾脏疾病和糖尿病等非心脏疾病。恶化预测模型在15个预测目标中的13个上以统计学显著的方式得分超过0.8,包括心脏骤停和机械通气等关键事件、ICU入住以及短期和长期死亡率。纳入原始波形数据显著提升了模型性能,这是该效应的首批稳健验证之一。结论:本研究凸显了我们数据集的独特性,它涵盖了广泛的临床任务,并利用了患者抵达急诊科后早期收集的全面特征集。在诊断和恶化预测目标上均获得高AUROC分数所证明的强劲性能,突显了我们这种方法在革新急症与急诊医学决策方面的潜力。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
《美国战争部2027财年军事人员预算》
专知会员服务
0+阅读 · 9分钟前
伊朗战争中的电子战
专知会员服务
2+阅读 · 49分钟前
大语言模型平台在国防情报应用中的对比
专知会员服务
4+阅读 · 今天3:12
美海军“超配项目”
专知会员服务
5+阅读 · 今天2:13
《美陆军条例:陆军指挥政策(2026版)》
专知会员服务
10+阅读 · 4月21日
《军用自主人工智能系统的治理与安全》
专知会员服务
7+阅读 · 4月21日
《系统簇式多域作战规划范畴论框架》
专知会员服务
10+阅读 · 4月20日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员