Machine learning para análisis predictivos en salud: ejemplo de aplicación para la predicción de óbitos en ancianos de São Paulo, Brasil

El objetivo de este estudio fue presentar las etapas relacionadas con la utilización de algoritmos de machine learning para análisis predictivos en salud. Para tal fin, se realizó una aplicación en base a datos de ancianos residentes en el Municipio de São Paulo, Brasil, participantes en el estudio Salud Bienestar y Envejecimiento (SABE) (n = 2.808). La variable respuesta se representó mediante la ocurrencia de óbito en hasta 5 años tras la inclusión del anciano en el estudio (n = 423), y los predictores fueron representados por 37 variables relacionadas con el perfil demográfico, socioeconómico y de salud del anciano. El aplicación se organizó según las siguientes etapas: división de los datos en formación (70%) y test (30%), pre-procesamiento de los predictores, aprendizaje y evaluación de modelos. En la etapa de aprendizaje, se utilizaron cinco algoritmos para el ajuste de modelos: regresión logística con y sin penalización, redes neuronales, gradient boosted trees y random forest. Los hiperparámetros de los algoritmos se optimizaron mediante una validación cruzada 10-fold, para seleccionar aquellos correspondientes a los mejores modelos. Para cada algoritmo, el mejor modelo se evaluó con datos de la prueba del área debajo de la curva (AUC) ROC y medidas relacionadas. Todos los modelos presentaron AUC ROC superior a 0,70. Para los tres modelos con mayor AUC ROC (redes neuronales y regresión logística con penalización de Lasso y sin penalización, respectivamente) también se evaluaron medidas de calidad de la probabilidad pronosticada. Se espera que, con el aumento de la disponibilidad de datos y de capital humano capacitado, sea posible desarrollar modelos predictivos de machine learning con potencial para ayudar a profesionales de salud en la toma de mejores decisiones.

Palabras-clave:
Predicción; Mortalidad; Anciano