Personalized antibiograms for machine learning driven antibiotic selection
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Background The Centers for Disease Control and Prevention identify antibiotic prescribing stewardship as the most important action to combat increasing antibiotic resistance. Clinicians balance broad empiric antibiotic coverage vs. precision coverage targeting only the most likely pathogens. We investigate the utility of machine learning-based clinical decision support for antibiotic prescribing stewardship. Methods In this retrospective multi-site study, we developed machine learning models that predict antibiotic susceptibility patterns (personalized antibiograms) using electronic health record data of 8342 infections from Stanford emergency departments and 15,806 uncomplicated urinary tract infections from Massachusetts General Hospital and Brigham & Women’s Hospital in Boston. We assessed the trade-off between broad-spectrum and precise antibiotic prescribing using linear programming. Results We find in Stanford data that personalized antibiograms reallocate clinician antibiotic selections with a coverage rate (fraction of infections covered by treatment) of 85.9%; similar to clinician performance (84.3% p = 0.11). In the Boston dataset, the personalized antibiograms coverage rate is 90.4%; a significant improvement over clinicians (88.1% p < 0.0001). Personalized antibiograms achieve similar coverage to the clinician benchmark with narrower antibiotics. With Stanford data, personalized antibiograms maintain clinician coverage rates while narrowing 69% of empiric vancomycin+piperacillin/tazobactam prescriptions to piperacillin/tazobactam. In the Boston dataset, personalized antibiograms maintain clinician coverage rates while narrowing 48% of ciprofloxacin to trimethoprim/sulfamethoxazole. Conclusions Precision empiric antibiotic prescribing with personalized antibiograms could improve patient safety and antibiotic stewardship by reducing unnecessary use of broad-spectrum antibiotics that breed a growing tide of resistant organisms.
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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 | 0,012 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| 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) | 0,002 | 0,001 |
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 ».