Machine learning based preoperative analytics for the prediction of anastomotic insufficiency in colorectal surgery: a single-centre pilot study
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Introduction Anastomotic insufficiency (AI) is a relatively common but grave complication after colorectal surgery. This study aims to determine whether AI can be predicted from simple preoperative data using machine learning (ML) algorithms. Methods and analysis In this retrospective analysis, patients undergoing colorectal surgery with creation of a bowel anastomosis from the University Hospital of Basel were included. Data was split into a training set (80%) and a test set (20%). The group of patients with AI was oversampled to a ratio of 50:50 in the training set and missing values were imputed. Known predictors of AI were included as inputs: age, BMI, smoking status, the Charlson Comorbidity Index, the American Society of Anesthesiologists score, type of operation, indication, haemoglobin and albumin levels, and renal function. Results Of the 593 included patients, 88 experienced AI. At internal validation on unseen patients from the test set, area under the curve (AUC) was 0.61 (95% confidence interval [CI]: 0.44-0.79), calibration slope was 0.16 (95% CI: −0.06-0.39) and calibration intercept was 0.06 (95% CI: 0.02-0.11). We observed a specificity of 0.67 (95% CI: 0.58-0.76), sensitivity of 0.36 (95% CI: 0.08-0.67), and accuracy of 0.64 (95% CI: 0.55-0.72). Conclusion By using 10 patient-related risk factors associated with AI, we demonstrate the feasibility of ML-based prediction of AI after colorectal surgery. Nevertheless, it is crucial to include multicenter data and higher sample sizes to develop a robust and generalisable model, which will subsequently allow for deployment of the algorithm in a web-based application. Strengths and limitations of this study To the best of our knowledge, this is the first study to establish a risk prediction model for anastomotic insufficiency in a perioperative setting in colon surgery. Data from all patients that underwent colon surgery within 8 years at University Hospital Basel were included. We evaluated the feasibility of developing a machine learning model that predicts the outcome by using well-known risk factors for anastomotic insufficiency. Although our model showed promising results, it is crucial to validate our findings externally before clinical practice implications are possible.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,004 | 0,008 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».