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Erschienen in: Surgical Endoscopy 1/2024

25.09.2023 | 2023 SAGES Oral

Machine learning prediction of major adverse cardiac events after elective bariatric surgery

verfasst von: Gustavo Romero-Velez, Jerry Dang, Juan S. Barajas-Gamboa, Terrence Lee-St John, Andrew T. Strong, Salvador Navarrete, Ricard Corcelles, John Rodriguez, Maan Fares, Matthew Kroh

Erschienen in: Surgical Endoscopy | Ausgabe 1/2024

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Abstract

Background

Machine learning (ML) is an emerging technology with the potential to predict and improve clinical outcomes including adverse events, based on complex pattern recognition. Major adverse cardiac events (MACE) after bariatric surgery have an incidence of 0.1% but carry significant morbidity and mortality. Prior studies have investigated these events using traditional statistical methods, however, studies reporting ML for MACE prediction in bariatric surgery remain limited. As such, the objective of this study was to evaluate and compare MACE prediction models in bariatric surgery using traditional statistical methods and ML.

Methods

Cross-sectional study of the MBSAQIP database, from 2015 to 2019. A binary-outcome MACE prediction model was generated using three different modeling methods: (1) main-effects-only logistic regression, (2) neural network with a single hidden layer, and (3) XGBoost model with a max depth of 3. The same set of predictor variables and random split of the total data (50/50) were used to train and validate each model. Overall performance was compared based on the area under the receiver operating curve (AUC).

Results

A total of 755,506 patients were included, of which 0.1% experienced MACE. Of the total sample, 79.6% were female, 47.8% had hypertension, 26.2% had diabetes, 23.7% had hyperlipidemia, 8.4% used tobacco within 1 year, 1.9% had previous percutaneous cardiac intervention, 1.2% had a history of myocardial infarction, 1.1% had previous cardiac surgery, and 0.6% had renal insufficiency. The AUC for the three different MACE prediction models was: 0.790 for logistic regression, 0.798 for neural network and 0.787 for XGBoost. While the AUC implies similar discriminant function, the risk prediction histogram for the neural network shifted in a smoother fashion.

Conclusion

The ML models developed achieved good discriminant function in predicting MACE. ML can help clinicians with patient selection and identify individuals who may be at elevated risk for MACE after bariatric surgery.
Literatur
14.
Zurück zum Zitat Thomas DM (2017) Neural networks to predict long-term bariatric surgery outcomes. Bariatric Times 14(12):14–17 Thomas DM (2017) Neural networks to predict long-term bariatric surgery outcomes. Bariatric Times 14(12):14–17
18.
Zurück zum Zitat Choi J, Anderson T, Tennakoon L, Spain DA, Forrester JD (2023) Explainable machine learning to bring database to the bedside: development and validation of the TROUT (Trauma fRailty OUTcomes) index, a point-of-care tool to prognosticate outcomes after traumatic injury based on frailty. Ann Surg 278(1):135–139. https://doi.org/10.1097/SLA.0000000000005649CrossRefPubMed Choi J, Anderson T, Tennakoon L, Spain DA, Forrester JD (2023) Explainable machine learning to bring database to the bedside: development and validation of the TROUT (Trauma fRailty OUTcomes) index, a point-of-care tool to prognosticate outcomes after traumatic injury based on frailty. Ann Surg 278(1):135–139. https://​doi.​org/​10.​1097/​SLA.​0000000000005649​CrossRefPubMed
Metadaten
Titel
Machine learning prediction of major adverse cardiac events after elective bariatric surgery
verfasst von
Gustavo Romero-Velez
Jerry Dang
Juan S. Barajas-Gamboa
Terrence Lee-St John
Andrew T. Strong
Salvador Navarrete
Ricard Corcelles
John Rodriguez
Maan Fares
Matthew Kroh
Publikationsdatum
25.09.2023
Verlag
Springer US
Erschienen in
Surgical Endoscopy / Ausgabe 1/2024
Print ISSN: 0930-2794
Elektronische ISSN: 1432-2218
DOI
https://doi.org/10.1007/s00464-023-10429-8

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