Intelligent Prediction Platform for Sepsis Risk Based on Real-Time Dynamic Temporal Features: Design Study
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: The development of sepsis in the intensive care unit (ICU) is rapid, the golden rescue time is short, and the effective way to reduce mortality is rapid diagnosis and early warning. Therefore, real-time prediction models play a key role in the clinical diagnosis and management of sepsis. However, the existing sepsis prediction models based on artificial intelligence still have limitations, such as poor real-time performance and insufficient interpretation. OBJECTIVE: Our objective is to develop a real-time sepsis prediction model that integrates high timeliness and clinical interpretability. The model is designed to dynamically predict the risk of sepsis in ICU patients and establish a practical, tailored sepsis prediction platform. METHODS: Within a retrospective analysis framework, the model comprises a real-time prediction module and an interpretability module. The real-time prediction module leverages 3-hour dynamic temporal features derived from 8 noninvasive, real-time physiological indicators: heart rate, respiratory rate, blood oxygen saturation, mean arterial pressure, systolic blood pressure, diastolic blood pressure, body temperature, and blood glucose. Three linear parameters (mean, SD, and endpoint value) were calculated to construct the prediction model using multiple ML algorithms. The interpretability module uses the TreeSHAP (Tree-Based Shapley Additive Explanations) method to enhance model transparency through both individual prediction and global explanations. Further, it added a link between the output interpretation of the explainable artificial intelligence method and its potential physiological or pathophysiological significance, including the relationship among the output interpretation and the patient's hemodynamics, thermoregulatory response, and the balance between oxygen delivery and oxygen consumption. Finally, a web-based platform was developed to integrate prediction and interpretability functions. RESULTS: -score of 0.69 (95% CI 0.67-0.70), and area under the receiver operating characteristic curve of 0.76 (95% CI 0.74-0.77). The TreeSHAP method effectively visualized feature contributions, enabling clinicians to interpret the model's prediction logic and identify anomalies. The link between the output interpretation of the model and its potential physiological or pathophysiological significance improved the interpretability and credibility of the explainable artificial intelligence method. The web-based platform significantly enhanced clinical utility by providing real-time risk assessment, statistical summaries, trend analysis, and actionable insights. CONCLUSIONS: This platform provides real-time dynamic warnings for sepsis risk in critically ill ICU patients, supporting timely clinical decision-making.
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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 | 0,014 | 0,013 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| 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) | 0,005 | 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 ».