Data-Driven Visual Characterization of Patient Health-Status Using Electronic Health Records and Self-Organizing Maps

Resumen

Hypertension and diabetes have become a global health and economic issue, being among the major chronic conditions worldwide, particularly in developed countries. To face this global problem, a better knowledge about these diseases becomes crucial to characterize chronic patients. Our aim is two-fold: (1) to provide an efficient visual tool for identifying clinical patterns in high-dimensional data; and (2) to characterize the patient health-status through a data-driven approach using electronic health records of healthy, hypertensive and diabetic populations. We propose a two-stage methodology that uses diagnosis and drug codes of healthy and chronic patients associated to the University Hospital of Fuenlabrada in Spain. The first stage applies the Self-Organizing Map on the aforementioned data to get a set of prototype patients which are projected onto a grid of nodes. Each node has associated a prototype patient that captures relationships among clinical characteristics. In the second stage, clustering methods are applied on the prototype patients to find groups of patients with a similar health-status. Clusters with distinctive patterns linked to chronic conditions were found, being the most remarkable highlights: a cluster of pregnant women emerged among the hypertensive population, and two clusters of diabetic individuals with significant differences in drug-therapy (insulin and non-insulin dependant). The proposed methodology showed to be effective to explore relationships within clinical data and to find patterns related to diabetes and hypertension in a visual way. Our methodology raises as a suitable alternative for building appropriate clinical groups, becoming a promising approach to be applied to any population due to its data-driven philosophy. A thorough analysis of these groups could spawn new and fruitful findings.

Descripción

Impacto bibliométrico. Análisis de la aportación y canal de difusión: El trabajo ha sido publicado en la revista Ieee Access debido a la progresión y el buen impacto que ha alcanzado en los últimos años, según la agencia Scopus (SJR), se ha convertido en una referencia en su campo. En el año de publicación del trabajo, 2020, se encontraba en la posición 93/685, consiguiendo con ello situarse como revista Q1 (Primer Cuartil), en la categoría Engineering (Miscellaneous). Atendiendo al indicador del impacto normalizado calculado a partir de las Citas Mundiales de Scopus Elsevier, arroja un valor para la media Ponderada del Impacto Normalizado de la agencia Scopus: 1.05, lo que indica que, de manera comparada con trabajos en la misma disciplina y en el mismo año de publicación, lo ubica como trabajo citado por encima de la media. De manera concreta y atendiendo a las diferentes agencias de indexación, el trabajo ha acumulado, hasta la fecha 2025-01-28, el siguiente número de citas: WoS: 11, Scopus: 14, OpenCitations: 13. Impacto y visibilidad social: Desde la dimensión de Influencia o adopción social, y tomando como base las métricas asociadas a las menciones e interacciones proporcionadas por agencias especializadas en el cálculo de las denominadas “Métricas Alternativas o Sociales”, podemos destacar la utilización de esta aportación en marcadores, bifurcaciones de código, añadidos a listas de favoritos para una lectura recurrente, así como visualizaciones generales, indica que alguien está usando la publicación como base de su trabajo actual. Esto puede ser un indicador destacado de futuras citas más formales y académicas. Tal afirmación es avalada por el resultado del indicador “Capture” que arroja un total de: 45 proporcionado por PlumX. Es fundamental presentar evidencias que respalden la plena alineación con los principios y directrices institucionales en torno a la Ciencia Abierta y la Conservación y Difusión del Patrimonio Intelectual. Un claro ejemplo de ello es que el trabajo se ha enviado en un revista cuya política editorial permite la publicación en abierto Open Access. Análisis de liderazgo de los autores institucionales: Este trabajo se ha realizado con colaboración internacional, concretamente con investigadores de Pretoria, Sudáfrica. Existe un liderazgo significativo ya que algunos de los autores pertenecientes a la institución aparecen como primer o último firmante, en particular: Primer Autor (Chushig Muzo, Cristian David).

Citación

Chushig-Muzo, D., Soguero-Ruiz, C., Engelbrecht, A. P., Bohoyo, P. D. M., & Mora-Jiménez, I. (2020). Data-driven visual characterization of patient health-status using electronic health records and self-organizing maps. IEEE Access, 8, 137019-137031.
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