研究人員開發出能夠從臨牀記錄中估計急性腎損傷風險的AI

急性腎損傷(AKI) - 腎臟突然無法過濾血液中的廢物 - 可以破壞重症患者的腎臟系統。如果進展超過第2階段,死亡率可接近89%(AKI分爲三個階段)。如果AKI在大腹部手術後發展,則死亡風險增加12倍。

幸運的是,rogress已經用於有助於早期檢測的技術。西北大學和德克薩斯大學健康科學中心的研究人員發表的一篇論文(“ 利用臨牀記錄對重症監護急性腎損傷進行早期預測 ”)描述了一種可以從電子中收集和提取風險因素的人工智能(AI)系統。健康記錄(EHR),並預測重症監護病房(ICU)後24小時內AKI的可能性。

研究人員寫道:“我們開發了數據驅動的預測模型來估計新發生AKI的風險。” “從實際的角度來看,我們的預測模型可用於提醒ICU入院後不久發生AKI的高風險重症患者的臨牀醫生。”

爲了訓練人工智能系統,該團隊從醫療信息中心獲取重症監護III(MIMIC-III)的記錄,這是一個免費提供的重症監護數據庫,其中包含40,000名住在Beth Israel Deaconess醫療中心ICU的患者的匿名健康信息。他們開發了一個腳本,在入住ICU的第一天和72小時血清肌酐水平(尿液中毒性的常用量度)中記錄了年齡,性別,種族和種族以及臨牀記錄,並且排除了沒有醫生記錄的患者和腎功能不全的跡象

總共,他們從14,1470名患者的16,560例ICU住院中編制了77,160份臨牀記錄,分爲兩組:一組用於訓練,另一組用於測試。然後,他們着手建立一個機器學習模型。

需要對數據進行一些預處理以獲得結構化特徵,其中一些涉及利用國家醫學圖書館免費提供的MetaMap工具集來從自由文本臨牀記錄中識別醫學概念。提取的功能以概念唯一標識符(CUI)的形式出現 - 與單詞和術語相關的概念 - 來自統一醫學語言系統(UMLS),生物醫學術語和分類的綜合綱要。

使用五種算法對ICU停留進行分類並從scikit-learn(一種用於Python編程語言的開源機器學習庫)中估計AKI風險。在測試中,研究人員的監督學習分類器在接收器操作特徵(AUC)下達到0.779面積,這意味着它能夠識別具有超過50%的時間發展AKI風險的患者,並且與之前的方法具有精確的“競爭性”。

儘管如此,它並不完美。它錯誤地標記了患者的AKI發病,其患者的圖表包含高度相關的詞,如“胸管”和“不穩定”。在另一個案例中,它未能預測患者後來發展它的AKI。(在後一種情況下,他們注意到數據集中的病人數量不足,條件相似。)

研究人員將繼續研究替代表型系統,臨牀記錄數據庫以及其他患者數據集的驗證。

將AI應用於AKI檢測的另一方是谷歌子公司DeepMind,該公司於2月宣佈與美國退伍軍人事務部合作,該公司獲得了超過700,000份醫療記錄。

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