An emergency room influx and trauma cases prediction in a Brazilian ophthalmological hospital by an ophthalmologist without code experience / Predição do influxo de atendimentos e casos de trauma em um serviço de urgência oftalmológico brasileiro realizado por um oftalmologista sem experiência em programação

ABSTRACT

ABSTRACT Purpose: The emergency medical service is a fundamental part of healthcare, albeit crowded emergency rooms lead to delayed and low-quality assistance in actual urgent cases. Machine-learning algorithms can provide a smart and effective estimation of emergency patients' volume, which was previously restricted to artificial intelligence (AI) experts in coding and computer science but is now feasible by anyone without any coding experience through auto machine learning. This study aimed to create a machine-learning model designed by an ophthalmologist without any coding experience using AutoML to predict the influx in the emergency department and trauma cases. Methods: A dataset of 356,611 visits at Hospital da Universidade Federal de São Paulo from January 01, 2014 to December 31, 2019 was included in the model training, which included visits/day and the international classification disease code. The training and prediction were made with the Amazon Forecast by 2 ophthalmologists with no prior coding experience. Results: The forecast period predicted a mean emergency patient volume of 216.27/day in p90, 180.75/day in p50, and 140.35/day in p10, and a mean of 7.42 trauma cases/ day in p90, 3.99/day in p50, and 0.56/day in p10. In January of 2020, there were a total of 6,604 patient visits and a mean of 206.37 patients/day, which is 13.5% less than the p50 prediction. This period involved a total of 199 trauma cases and a mean of 6.21 cases/day, which is 55.77% more traumas than that by the p50 prediction. Conclusions: The development of models was previously restricted to data scientists' experts in coding and computer science, but transfer learning autoML has enabled AI development by any person with no code experience mandatory. This study model showed a close value to the actual 2020 January visits, and the only factors that may have influenced the results between the two approaches are holidays and dataset size. This is the first study to apply AutoML in hospital visits forecast, showing a close prediction of the actual hospital influx.

RESUMO

RESUMO Objetivo: Esse estudo tem como objetivo criar um modelo de Machine Learning por um oftalmologista sem experiência em programação utilizando auto Machine Learning predizendo influxo de pacientes em serviço de emergência e casos de trauma. Métodos: Um dataset de 366,610 visitas em Hospital Universitário da Universidade Federal de São Paulo de 01 de janeiro de 2014 até 31 de dezembro de 2019 foi incluído no treinamento do modelo, incluindo visitas/dia e código internacional de doenças. O treinamento e predição foram realizados com o Amazon Forecast por dois oftalmologistas sem experiência com programação. Resultados: O período de previsão estimou um volume de 206,37 pacientes/dia em p90, 180,75 em p50, 140,35 em p10 e média de 7,42 casos de trauma/dia em p90, 3,99 em p50 e 0,56 em p10. Janeiro de 2020 teve um total de 6.604 pacientes e média de 206,37 pacientes/dia, 13,5% menos do que a predição em p50. O período teve um total de 199 casos de trauma e média de 6,21 casos/dia, 55,77% mais casos do que a predição em p50. Conclusão: O desenvolvimento de modelos era restrito a cientistas de dados com experiencia em programação, porém a transferência de ensino com a tecnologia de auto Machine Learning permite o desenvolvimento de algoritmos por qualquer pessoa sem experiencia em programação. Esse estudo mostra um modelo com valores preditos próximos ao que ocorreram em janeiro de 2020. Fatores que podem ter influenciados no resultado foram feriados e tamanho do banco de dados. Esse é o primeiro estudo que aplicada auto Machine Learning em predição de visitas hospitalares com resultados próximos aos que ocorreram.