Análisis de modelos algorítmicos de aprendizaje automático para la predicción del estado vital a los seis meses tras fractura de cadera en pacientes mayores de 74 años

• I. Calvo Lorenzo ^[1] ; I. Uriarte Llano ^[1] ; M.R. Mateo Citores ^[1] ; Y. Rojo Maza ^[1] ; U. Agirregoitia Enzunza ^[1]
  1. [1] Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología, Hospital Universitario Galdakao-Usansolo, Galdakao, Bizkaia, España
• Localización: Revista española de cirugía ortopédica y traumatología, ISSN 1888-4415, Vol. 69, Nº. 1, 2025, págs. 47-54
• Idioma: español
• DOI: 10.1016/j.recot.2024.05.005
• Títulos paralelos:
  • Analysis of machine learning algorithmic models for the prediction of vital status at six months after hip fracture in patients older than 74 years
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  • español

    Objetivo Desarrollar un modelo que prediga con la mayor exactitud posible el estado vital a los 6meses tras fractura de cadera, utilizando para ello cinco fuentes de datos obtenidas a través del Registro Nacional de Fracturas de Cadera, la Unidad de Gestión Sanitaria y la Dirección Económica.

    Material y metodología La población de estudio es una cohorte de pacientes que sufrieron fractura de cadera entre mayo de 2020 y diciembre de 2022. A partir de cinco fuentes diferentes de datos se crea un almacén con las variables necesarias. Se realiza un análisis de valores perdidos y atípicos, así como de desbalanceo de las clases de la variable objetivo («estado vital»). Se entrenan 14 diferentes modelos algorítmicos con los datos de entrenamiento. Se selecciona el modelo que mejor rendimiento obtenga y se realiza una puesta a punto fina. Finalmente se analiza el rendimiento del modelo con datos de test.

    Resultados Se crea un almacén de datos con 502 pacientes y 144 variables. El modelo con mejor rendimiento es la regresión lineal. Dieciséis de los 24 casos de pacientes fallecidos son clasificados como vivos, y 14 pacientes vivos son clasificados como fallecidos. Se consigue una sensibilidad del 31%, una precisión del 34% y un área bajo la curva de 0,65.

    Conclusiones No se ha conseguido generar un modelo de predicción de éxitus a los 6meses con nuestra cohorte. Sin embargo, creemos que el método utilizado para generar algoritmos basados en aprendizaje automático puede servir de referencia para futuros trabajos.

  • English

    Background and objective The objective is to develop a model that predicts vital status six months after fracture as accurately as possible. For this purpose we will use five different data sources obtained through the National Hip Fracture Registry, the Health Management Unit and the Economic Management Department.

    Material and methods The study population is a cohort of patients over 74 years of age who suffered a hip fracture between May 2020 and December 2022. A warehouse is created from five different data sources with the necessary variables. An analysis of missing values and outliers as well as unbalanced classes of the target variable («vital status») is performed. Fourteen different algorithmic models are trained with the training. The model with the best performance is selected and a fine tuning is performed. Finally, the performance of the selected model is analyzed with test data.

    Results A data warehouse is created with 502 patients and 144 variables. The best performing model is Linear Regression. Sixteen of the 24 cases of deceased patients are classified as live, and 14 live patients are classified as deceased. A sensitivity of 31%, an accuracy of 34% and an area under the curve of 0.65 is achieved.

    Conclusions We have not been able to generate a model for the prediction of six-month survival in the current cohort. However, we believe that the method used for the generation of algorithms based on machine learning can serve as a reference for future works.