Scalable and accurate deep learning for electronic health records

Auteurs : Alvin Rajkomar, Eyal Oren, Kai Chen, Andrew M. Dai, Nissan Hajaj, Peter J. Liu, Xiaobing Liu, Mimi Sun, Patrik Sundberg, Hector Yee, Kun Zhang, Gavin E. Duggan, Gerardo Flores, Michaela Hardt, Jamie Irvine, Quoc Le, Kurt Litsch, Jake Marcus, Alexander Mossin, Justin Tansuwan, De Wang, James Wexler, Jimbo Wilson, Dana Ludwig, Samuel L. Volchenboum, Katherine Chou, Michael Pearson, Srinivasan Madabushi, Nigam H. Shah, Atul J. Butte, Michael Howell, Claire Cui, Greg Corrado, Jeff Dean

Résumé : Predictive modeling with electronic health record (EHR) data is anticipated to drive personalized medicine and improve healthcare quality. Constructing predictive statistical models typically requires extraction of curated predictor variables from normalized EHR data, a labor-intensive process that discards the vast majority of information in each patient's record. We propose a representation of patients' entire, raw EHR records based on the Fast Healthcare Interoperability Resources (FHIR) format. We demonstrate that deep learning methods using this representation are capable of accurately predicting multiple medical events from multiple centers without site-specific data harmonization. We validated our approach using de-identified EHR data from two U.S. academic medical centers with 216,221 adult patients hospitalized for at least 24 hours. In the sequential format we propose, this volume of EHR data unrolled into a total of 46,864,534,945 data points, including clinical notes. Deep learning models achieved high accuracy for tasks such as predicting in-hospital mortality (AUROC across sites 0.93-0.94), 30-day unplanned readmission (AUROC 0.75-0.76), prolonged length of stay (AUROC 0.85-0.86), and all of a patient's final discharge diagnoses (frequency-weighted AUROC 0.90). These models outperformed state-of-the-art traditional predictive models in all cases. We also present a case-study of a neural-network attribution system, which illustrates how clinicians can gain some transparency into the predictions. We believe that this approach can be used to create accurate and scalable predictions for a variety of clinical scenarios, complete with explanations that directly highlight evidence in the patient's chart.

Soumis à arXiv le 24 Jan. 2018

Explorez l'arbre d'article

Cliquez sur les nœuds de l'arborescence pour être redirigé vers un article donné et accéder à leurs résumés et assistant virtuel

Accédez également à nos Résumés, ou posez des questions sur cet article à notre Assistant IA.

Recherchez des articles similaires (en version bêta)

En cliquant sur le bouton ci-dessus, notre algorithme analysera tous les articles de notre base de données pour trouver le plus proche en fonction du contenu des articles complets et pas seulement des métadonnées. Veuillez noter que cela ne fonctionne que pour les articles pour lesquels nous avons généré des résumés et que vous pouvez le réexécuter de temps en temps pour obtenir un résultat plus précis pendant que notre base de données s'agrandit.