0% Complete
فارسی
Home
/
سی و دومین کنفرانس ملی و دهمین کنفرانس بین المللی مهندسی زیست پزشکی ایران
Multiclass ICU Length-of-Stay Prediction Using Tree-Based Machine Learning Techniques
Authors :
Mahyar Mohammadian
1
Somayeh Afrasiabi
2
1- School of Electrical and Computer Engineering, Shiraz University
2- School of Electrical and Computer Engineering, Shiraz University
Keywords :
multi-class prediction،ICU length of stay،CatBoost،MIMIC III،Area Under Curve
Abstract :
Accurate prediction of intensive care unit (ICU) length-of-stay (LOS) is essential for patient management and resource planning. This study compares four tree-based machine learning models—Random Forest, XGBoost, LightGBM, and CatBoost—for multiclass LOS prediction using the MIMIC-III database. A total of 42,306 ICU stays were processed with 17 physiologic variables and discretized into 10 ordered LOS classes. Models were evaluated using quadratic-weighted Cohen’s kappa (κ) and Mean Absolute Deviation (MAD) to capture ordinal agreement and temporal accuracy. CatBoost achieved the best performance (κ = 0.444, MAD = 124.66 hours), effectively predicting both short- and longstay patients, which are operationally critical. XGBoost and Random Forest provided intermediate results, while LightGBM showed lower temporal precision (MAD = 164.19 hours). The results demonstrate that CatBoost’s ordered boosting strategy and native handling of categorical variables enable robust, interpretable predictions suitable for clinical and operational decision-making. These findings highlight the potential of tree-based machine learning to transform ICU LOS prediction from a retrospective metric into a proactive, reliable and interpretable tool for optimizing patient flow, resource allocation and decision-making. The study provides a foundation for future improvements using richer time-series data, multimodal inputs, and multicenter validation.
Papers List
List of archived papers
تحول دیجیتال، مسیر خوب یا بد: یک دستور کار تحقیقاتی چند سطحی
مهدی زینالی - رعنا شهدآور
کاربردها، تکنیکها، چالشها و ملاحظات اخلاقی و اجتماعی در سیستمهای پیشنهاددهنده
کیانا رحیمی - سمانه شیبانی
A Review of the Impact of Visible Spectrum Electromagnetic Wavelengths on Cellular Behaviors
Arsalan Heidarpanah - Hamid Keshvari - Mehrdad Saviz
ناکارایی سرمایه گذاری و ریسک درماندگی مالی: مطالعه نقش تعدیل کننده کمیته حسابرسی
رحمت اله محمدی پور - مرضیه پناهی - مینا باقری طادی
شناسایی و تفکیک خودکار ضایعات بیماری مولتیپل اسکلروزیس در MRI با استفاده از معماری بهینه شده U-NET
مریم فتحعلی زاده اصل سرکندی - علی پورقاسم
مروری بر ترجمه زبان های ناشناخته یا باستانی با استفاده از یادگیری عمیق
علی عبدالعظیمی - سید حسن مرتضوی
چگونگی تاثیر هوش مصنوعی بر موقعیت رقابتی سازمان های بهداشت و درمان
مهدی زینالی - نیما قاسم زاده شهرک
مروری بر روشهای شناسایی و تشخیص غیرمستقیم لیتولوژی سازند با تاکید بر روشهای هوش مصنوعی
نگین فروزان - خالد معروفی - سید شهاب طباطباییمرادی
تحلیل و بررسی الگوریتمهای جستجوی رشته
مجید عبدالرزاق نژاد
طراحی چارچوب شخصیسازیشده درمان بیماری MS مبتنی بر یادگیری تقویتی عمیق SAC
مریم سبزه یان - محبوبه سبزه یان - امین نوری - ماندانا سادات غفوریان
more
Samin Hamayesh - Version 43.6.0