MétaCan
Menu
Retour à la cohorte
Enregistrement W4362470802 · doi:10.2196/42452

Real-Time Prediction of Sepsis in Critical Trauma Patients: Machine Learning–Based Modeling Study

2023· article· en· W4362470802 sur OpenAlexvenueno aff
Jiang Li, Fengchan Xi, Wenkui Yu, Chuanrui Sun, Xiling Wang

Notice bibliographique

RevueJMIR Formative Research · 2023
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueSepsis Diagnosis and Treatment
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesNational Science and Technology Major ProjectGovernment of Jiangsu ProvinceNational Natural Science Foundation of China
Mots-clésSepsisMedicineVital signsIntensive care unitEmergency medicineMachine learningEarly warning scoreSystemic inflammatory response syndromeIntensive care medicineInternal medicineSurgeryComputer science

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: Sepsis is a leading cause of death in patients with trauma, and the risk of mortality increases significantly for each hour of delay in treatment. A hypermetabolic baseline and explosive inflammatory immune response mask clinical signs and symptoms of sepsis in trauma patients, making early diagnosis of sepsis more challenging. Machine learning-based predictive modeling has shown great promise in evaluating and predicting sepsis risk in the general intensive care unit (ICU) setting, but there has been no sepsis prediction model specifically developed for trauma patients so far. OBJECTIVE: To develop a machine learning model to predict the risk of sepsis at an hourly scale among ICU-admitted trauma patients. METHODS: We extracted data from adult trauma patients admitted to the ICU at Beth Israel Deaconess Medical Center between 2008 and 2019. A total of 42 raw variables were collected, including demographics, vital signs, arterial blood gas, and laboratory tests. We further derived a total of 485 features, including measurement pattern features, scoring features, and time-series variables, from the raw variables by feature engineering. The data set was randomly split into 70% for model development with stratified 5-fold cross-validation, 15% for calibration, and 15% for testing. An Extreme Gradient Boosting (XGBoost) model was developed to predict the hourly risk of sepsis at prediction windows of 4, 6, 8, 12, and 24 hours. We evaluated model performance for discrimination and calibration both at time-step and outcome levels. Clinical applicability of the model was evaluated with varying levels of precision, and the potential clinical net benefit was assessed with decision curve analysis (DCA). A Shapley additive explanation algorithm was applied to show the effect of features on the prediction model. In addition, we trained an L2-regularized logistic regression model to compare its performance with XGBoost. RESULTS: We included 4603 trauma patients in the study, 1196 (26%) of whom developed sepsis. The XGBoost model achieved an area under the receiver operating characteristics curve (AUROC) ranging from 0.83 to 0.88 at the 4-to-24-hour prediction window in the test set. With a ratio of 9 false alerts for every true alert, it predicted 73% (386/529) of sepsis-positive timesteps and 91% (163/179) of sepsis events in the subsequent 6 hours. The DCA showed our model had a positive net benefit in the threshold probability range of 0 to 0.6. In comparison, the logistic regression model achieved lower performance, with AUROC ranging from 0.76 to 0.84 at the 4-to-24-hour prediction window. CONCLUSIONS: The machine learning-based model had good discrimination and calibration performance for sepsis prediction in critical trauma patients. Using the model in clinical practice might help to identify patients at risk of sepsis in a time window that enables personalized intervention and early treatment.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,003
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,006
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,004
Score d'incertitude au seuil0,016

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0030,006
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

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.

Tête enseignante Opus0,210
Tête enseignante GPT0,487
Écart entre enseignants0,277 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations41
Publié2023
Routes d'admission1
Résumé présentoui

Explorer davantage

Même revueJMIR Formative ResearchMême sujetSepsis Diagnosis and TreatmentTravaux en français237 207