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Accès ouvert déclaré 2025 preprint

Explainable Artificial Intelligence for Prognostic Stratification in Out-of-Hospital Cardiac Arrest Patients Undergoing Extracorporeal Cardiopulmonary Resuscitation

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Rattachement africain : jp, gb. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Abstract Background and Aims Prognostication in patient with out-of-hospital cardiac arrest (OHCA) underwent extracorporeal cardiopulmonary resuscitation (ECPR) remains challenging due to the complexity of clinical variables. We aimed to develop and interpret artificial intelligence (AI) models for early outcome prediction in OHCA patients treated with ECPR, and to identify clinically meaningful patient subgroups through supervised clustering based on model explanations. Methods We retrospectively analyzed data from the SAVE-J II registry, a multicenter registry of adult OHCA patients treated with ECPR in Japan. We defined and developed prediction models for all-cause death: Cohort 1 included all patients for predicting day 1 outcomes using binary classification models, and Cohort 2 excluded patients who died on day 1 deaths and developed survival models for events from day 2 onward. Models were interpreted using Shapley Additive exPlanations (SHAP), and hierarchical clustering based on SHAP values was performed to stratify patients into prognostic subgroups. Results In cohort 1 (n=1,624, age 60 IQR [49-68]), 433 (26.7%) all-cause death occurred on day 1, and AI models achieved 0.85 of AUC. In cohort 2 (n=1,191, age 59 IQR [48-67]), 752 (63.1%) all-cause deaths occurred from day 2. AI models achieved a mean of time-dependent AUCs of 0.77. SHAP analysis identified different predictive variables between cohorts. SHAP-based hierarchical clustering revealed patient groups with markedly different prognoses. Conclusions AI models accurately predicted short-term outcomes in ECPR-treated OHCA patients and revealed temporal shifts in key prognostic factors. SHAP-based clustering enabled meaningful stratification and may support personalized treatment strategies. Structured graphical abstract Key Question Can AI models accurately predict all-cause death in patients who underwent ECPR (Extracorporeal cardiopulmonary resuscitation) for OHCA (out-of-hospital cardiac arrest) and can SHAP (Shapley Additive Explanations) values reveal clinically meaningful patient subgroups? Key Finding AI models accurately predicted all-cause mortality, though less so for bleeding. Landmarking patients at day 1 and interpreting the models with SHAP values revealed differing early and later event characteristics. SHAP-based supervised clustering stratified patients into prognostically distinct groups. Take-home Message By employing interpretable AI models, patient prognoses can be estimated while elucidating the underlying factors. AI models will help clinicians make treatment decisions for patients who underwent ECPR.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Explainable Artificial Intelligence for Prognostic Stratification in Out-of-Hospital Cardiac Arrest Patients Undergoing Extracorporeal Cardiopulmonary Resuscitation
Date Crossref
10/10/2025
Éditeur
openRxiv
Type
posted-content

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • Kyoto University pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Kobe City Medical Center General Hospital pays non établi dans la notice
    Établissement de santé
  • Kobe Medical Center pays non établi dans la notice
    Établissement de santé
  • St. Luke's International Hospital pays non établi dans la notice
    Établissement de santé
  • KES International pays non établi dans la notice
    Organisation à but non lucratif
  • Teikyo University pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Kagawa University Hospital pays non établi dans la notice
    Établissement de santé
  • Hyogo Emergency Medical Center pays non établi dans la notice
    Établissement de santé
  • Graduate School of Medicine and Faculty of Medicine pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure

Kyoto University, Kobe City Medical Center General Hospital et Kobe Medical Center, avec 6 autres affiliations.

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