نصف هنا سير عمل للتعلّم الآلي القابل للتفسير لثلاث مهام محددة من حيث النتائج في حالات التهاب القنوات الصفراوية الحاد: التنبؤ بتعفن الدم في الأقسام العامة، والتنبؤ بالوفيات داخل المستشفى في الأقسام العامة، والتنبؤ بالوفيات خلال 28 يوماً في وحدة العناية المركزة. يدمج سير العمل هذا اختيار الميزات، ومقارنة النماذج، وتفسير SHAP، وتحليلات الانحدار، وبناء المخطط البياني التنبؤي (nomogram).
مقالة بحثية
نموذج تعلم آلي لتحليل عوامل الخطر ونموذج للتنبؤ بالوفيات في حالات التهاب القنوات الصفراوية الحاد المصحوب بتسمم الدم
* These authors contributed equally
في هذه المقالة
ملخص
الملخص
بحثت هذه الدراسة في العوامل المرتبطة بتسمم الدم في حالات التهاب القنوات الصفراوية الحاد، وطورت نماذج مخصصة للتنبؤ بالنتائج المتعلقة بتسمم الدم والوفاة. قمنا بتحليل بيانات 1,999 مريضًا من مركزين بشكل استرجاعي، بما في ذلك 1,561 مريضًا أُدخلوا إلى الأجنحة العامة و438 مريضًا إلى وحدة العناية المركزة. لكل مهمة تنبؤ، قُسمت البيانات إلى مجموعات تدريب ومجموعات تحقق داخلي بنسبة 7:3. تم تطوير ومقارنة نماذج الانحدار اللوجستي (LR)، والغابة العشوائية (RF)، وآلة المتجهات الداعمة (SVM)، وتعزيز التدرج العظيم (XGBoost)، واستُخدمت تفسيرات شابلي المضافة (SHAP) للتفسير. حدث تسمم الدم لدى 544 مريضًا في الأجنحة العامة (34.85%) و299 مريضًا في وحدة العناية المركزة (68.3%). حقق نموذج LR أعلى مساحة تحت المنحنى (AUC) في التحقق الداخلي للتنبؤ بتسمم الدم في الأجنحة العامة (0.826؛ AUC التدريب 0.893). ارتبط تسمم الدم بانخفاض معدلات البقاء على قيد الحياة داخل المستشفى في مجموعة الأجنحة العامة، وانخفاض معدلات البقاء على قيد الحياة لمدة 28 يومًا في مجموعة وحدة العناية المركزة. تضمن مخطط التنبؤ (nomogram) بالوفاة خلال 28 يومًا في وحدة العناية المركزة كلًا من درجة الفسيولوجيا الحادة الثالثة (APS III)، والهيموجلوبين (Hb)، وناقلة أمين الألانين (ALT)، واللاكتات (Lac)، والبيليروبين الكلي (TBil)، والألبومين، وحالة تسمم الدم، وإصابة الكلى، وأعطى AUC قدره 0.840. أما مخطط التنبؤ بالوفاة داخل المستشفى في الأجنحة العامة فقد تضمن الألبومين، وإصابة الكلى، وحالة تسمم الدم، ونيتروجين يوريا الدم (BUN)، وTBil، وناقلة أمين الأسبارتات (AST)، مما أعطى AUC قدره 0.904. أظهرت النماذج التي تم التحقق منها داخليًا قدرة تمييزية أولية لتصنيف المخاطر المرتبطة بنتائج محددة. ويتطلب الأمر إجراء تحقق خارجي تلوِيٍّ متعدد المراكز قبل التطبيق السريري.
المقدمة
التهاب القنوات الصفراوية الحاد هو عدوى في القنوات الصفراوية قد تهدد الحياة، وتنتج عن انسداد القنوات الصفراوية وتكاثر البكتيريا1. وصفها شاركو لأول مرة في عام 1877 بأنها "حمى الكبد"، وتتمثل صورتها السريرية الكلاسيكية في ثلاثية شاركو: الحمى، وألم في الربع العلوي الأيمن من البطن، واليرقان. وقد تظهر الحالات الشديدة في شكل خماسية رينولدز، والتي تضاف إليها حالة انخفاض ضغط الدم وتغير الحالة العقلية2. وتشمل الأسباب الشائعة حصوات القناة الصفراوية المشتركة، والتضيقات الصفراوية، والأورام الصفراوية، والانسداد الطفيلي؛ حيث تمثل حصوات القناة الصفراوية المشتركة حوالي نصف الحالات1. ويؤدي انسداد القنوات الصفراوية إلى ركود الصفراء وزيادة الضغط داخل القنوات، مما قد يضعف الحاجز الظهاري الصفراوي، ويعزز انتقال البكتيريا، ويحفز الالتهاب3. وتتراوح نسبة الوفيات الإجمالية من حوالي 2.7% إلى 10%، ولكنها قد تصل إلى 50% في الحالات الشديدة4. وقد تدخل البكتيريا والسموم الداخلية إلى الدورة الدموية في حالات التهاب القنوات الصفراوية الحاد الشديد، مما يؤدي إلى حدوث التهاب جهازي وصدمة إنتانية.
تتميز إنتان الدم (Sepsis) بخلل وظيفي في الأعضاء يهدد الحياة، وينتج عن استجابة مضيفة غير منتظمة للعدوى، وقد يتطور إلى فشل متعدد الأعضاء5. وعلى مستوى العالم، يُقدَّر حدوث 48.9 مليون حالة إنتان دم كل عام، وتشكل الوفيات المرتبطة بإنتان الدم حوالي 19.7% من إجمالي الوفيات6. ورغم التقدم في مجال الرعاية الطارئة والعناية المركزة، لا تزال معدلات الوفيات الناجمة عن إنتان الدم كبيرة7. تُستخدم إرشادات طوكيو 2018 (TG18) على نطاق واسع لتشخيص وتصنيف شدة التهاب القنوات الصفراوية الحاد2. ومع ذلك، لا يزال تحديد إنتان الدم المصاحب والتنبؤ بالنتائج السلبية يمثلان تحدياً14. لذا، قد تساعد مناهج تصنيف المخاطر المحسنة في تحديد المرضى الذين يتطلبون تقييماً أدق.
حددت الدراسات السابقة المؤشرات الدموية ومقاييس وظائف الكبد والكلى كعلامات محتملة لشدة التهاب القنوات الصفراوية الحاد وإنذاره8. ويُستخدم مقياس تقييم فشل الأعضاء المتتابع (SOFA) على نطاق واسع لقياس خلل وظائف الأعضاء وله قيمة إنذارية في حالات إنتان الدم9. أما مقياس الفسيولوجيا الحادة الثالث (APS III)، وهو المكون الفسيولوجي الحاد من مقياس APACHE III، فيلخص الاضطرابات الفسيولوجية ويساهم في تقييم مخاطر الوفاة لدى مرضى وحدة العناية المركزة10. وقد تؤدي الأمراض المصاحبة مثل أمراض القلب والأوعية الدموية، والسكري، وأمراض الكبد المزمنة إلى زيادة مخاطر حدوث نتائج سلبية11. ومع ذلك، لا تزال الأدلة محدودة فيما يتعلق بنماذج التنبؤ الخاصة بالنتائج المتعلقة بإنتان الدم والوفاة في حالات التهاب القنوات الصفراوية الحاد.
لقد تم تطبيق تعلم الآلة بشكل متزايد على البيانات السريرية المهيكلة لتحديد الأنماط المعقدة ودعم تقدير المخاطر12,13. وبناءً على ذلك، قمنا بتطوير والتحقق داخلياً من صحة نماذج تعلم آلة قابلة للتفسير لثلاث مهام متميزة: التنبؤ بتسمم الدم في الأجنحة العامة، والتنبؤ بالوفيات داخل المستشفى في الأجنحة العامة، والتنبؤ بالوفيات خلال 28 يوماً في وحدة العناية المركزة. قارنا بين نماذج LR وRF وSVM وXGBoost واستخدمنا SHAP لقياس أهمية الميزات وتوضيح التنبؤات الفردية. كان الهدف هو تقييم أداء التنبؤ الخاص بالنتائج وقابلية تفسير النموذج، بدلاً من إنشاء نظام لاتخاذ القرارات السريرية. ويتطلب الأمر إجراء تحقق خارجي استباقي متعدد المراكز قبل إمكانية النظر في استخدام هذه النماذج في الممارسة السريرية الروتينية.
البروتوكول
أُجريت هذه الدراسة وفقاً لمبادئ إعلان هلسنكي. وقد مُنح الاعتماد من قبل لجنة الأخلاقيات في مستشفى شعب مقاطعة بينهاي (رقم الاعتماد 2024-BHKYLL-055).
المنهجية
المرضى
قمنا بإدراج 1,999 شخصاً بالغاً من الذين شُخصت إصابتهم بالتهاب القنوات الصفراوية الحاد بأثر رجعي في مركزين في الفترة ما بين يناير 2020 وأغسطس 2024، وهما: مستشفى الشعب بمقاطعة بينهاي ومستشفى الشعب الثاني بمدينة هوايآن. ومن بين هؤلاء المرضى، خضع 1,561 مريضاً للعلاج في الأجنحة العامة، بينما أُدخل 438 مريضاً إلى وحدة العناية المركزة. وقد تمت الموافقة على بروتوكول الدراسة من قبل لجنة الأخلاقيات بمستشفى الشعب بمقاطعة بينهاي (رقم الموافقة 2024-BHKYLL-055). كما تم الحصول على موافقة كتابية مستنيرة من كل مشارك أو من ممثل قانوني مفوض.
كان المرضى مؤهلين للمشاركة إذا (1) كان لديهم تشخيص مؤكد من قبل الطبيب للإصابة بالتهاب القنوات الصفراوية الحاد، و(2) كانت أعمارهم 18 عاماً أو أكثر، و(3) توفرت لديهم سجلات طبية كاملة وبيانات متابعة للنتيجة ذات الصلة.
تم استبعاد المرضى إذا (1) كان لديهم ورم خبيث متزامن من المتوقع أن يؤثر بشكل كبير على البقاء على قيد الحياة، أو (2) كانوا غير قادرين على تقديم موافقة مستنيرة، أو (3) فقدت متابعتهم.
جمع البيانات السريرية والمتابعة
تَمَّ استخراج الخصائص السريرية والبيانات المختبرية بأثر رجعي من السجلات الطبية لمستشفى بينهاي الشعبي ومستشفى هوايآن الشعبي الثاني. شملت متغيرات البيانات الديموغرافية والتاريخ الطبي كلاً من الجنس، والعمر، وأمراض القلب والأوعية الدموية، وداء السكري، والتهاب الكبد، وتليف الكبد، وفرط شحميات الدم، والسكتة الدماغية. تضمنت القياسات المختبرية الأولى المتاحة بعد الدخول إلى الجناح العام أو وحدة العناية المركزة (ICU) كلاً من تعداد خلايا الدم البيضاء (WBC)، وتعداد الصفائح الدموية (PLT)، والهيموجلوبين (Hb)، والألبومين، والصوديوم، والبوتاسيوم، والكلوريد، واللاكتات (Lac)، والبيليروبين الكلي (TBil)، وناقلة أمين الألانين (ALT)، وناقلة أمين الأسبرتات (AST)، والكرياتينين (CR)، ونيتروجين يوريا الدم (BUN). وشملت التدخلات المسجلة وضع دعامة صفراوية، وتصوير البنكرياس والقنوات الصفراوية بالتنظير الرجوعي (ERCP)، والتصريف عبر الجلد. كما شملت مقاييس شدة المرض درجة SOFA، ومقياس APS III، والحاجة إلى التهوية الميكانيكية. تَمَّت معالجة عينات الدم باستخدام إجراءات مختبرية آلية موحدة. وتمت متابعة المرضى الذين خرجوا من المستشفى على قيد الحياة من خلال زيارات العيادات الخارجية أو الاتصال الهاتفي عند الحاجة للمتابعة. تَمَّ تقييم حالة تعفن الدم طوال فترة الإقامة في المستشفى وفقاً لمعايير Sepsis-3؛ وبناءً على ذلك، شملت مجموعة تعفن الدم المرضى المصابين بتعفن الدم عند الدخول وأولئك الذين تطور لديهم تعفن الدم لاحقاً. ونظراً لعدم توفر وقت البدء الدقيق لتعفن الدم والاحتفاظ بفترة الإقامة في المستشفى في النموذج النهائي لتعفن الدم في الجناح العام، لم يكن من الممكن وضع علامة زمنية موحدة للتنبؤ عند وقت الدخول الاستباقي لهذا النموذج. لذا، يجب تفسيره كنموذج استرجاعي لتصنيف المخاطر داخل المستشفى.
النتيجة
قيمت الدراسة ثلاث مهام تنبؤية مرتبطة ولكنها متمايزة. كانت النتيجة الأولية هي حالة الإنتان (sepsis) أثناء التنويم لدى مرضى الأجنحة العامة المصابين بالتهاب القنوات الصفراوية الحاد، وفقاً لما تم تحديده باستخدام معايير Sepsis-3. أما النتائج الثانوية فكانت الوفيات في المستشفى لجميع الأسباب في مجموعة الأجنحة العامة، والتي عُرّفت بأنها الوفاة قبل الخروج من المستشفى، والوفيات لجميع الأسباب خلال 28 يوماً في مجموعة وحدة العناية المركزة (ICU)، والتي عُرّفت بأنها الوفاة خلال 28 يوماً من دخول وحدة العناية المركزة.
التحليل الإحصائي
تم تقييم توزيع كل متغير مستمر باستخدام اختبار Shapiro-Wilk. وعُرضت المتغيرات ذات التوزيع الطبيعي في شكل المتوسط ± الانحراف المعياري، وقُورنت باستخدام اختبار t لعينات مستقلة (Student's t-test)؛ بينما استُخدم اختبار Welch's t-test عندما لم يتحقق افتراض تجانس التباين. أما المتغيرات غير موزعة طبيعياً، فقد عُرضت في شكل الوسيط والمدى الربيعي (IQR) وقُورنت باستخدام اختبار Wilcoxon rank-sum. وعُرضت المتغيرات الفئوية في شكل أعداد ونسب مئوية، وقُورنت باستخدام اختبار chi-square أو اختبار Fisher's exact، حسبما كان مناسباً. كانت جميع الاختبارات ثنائية الذيل، واعتُبرت القيمة P < 0.05 دالة إحصائياً.
تم تقسيم المرضى إلى طبقات بناءً على وجود الإنتان أو غيابه. وفي مجموعة المرضى في الأجنحة العامة، استُخدم تحليل الانحدار اللوجستي متعدد المتغيرات لتحديد العوامل المرتبطة بالإنتان؛ وقد تم تقديم النتائج على شكل نسب أرجحية (ORs) مع فترات ثقة (CIs) بنسبة 95%. كما استُخدمت منحنيات كابلان-ماير واختبارات رتبة السجل (log-rank tests) لمقارنة معدلات البقاء على قيد الحياة داخل المستشفى في مجموعة الأجنحة العامة، ومعدلات البقاء على قيد الحياة لمدة 28 يوماً في مجموعة وحدة العناية المركزة بين المرضى المصابين بالإنتان وغير المصابين به. كما تم تطبيق نماذج كوكس للمخاطر النسبية بشكل منفصل لكل من المجموعتين، وعُرضت النتائج على شكل نسب مخاطر (HRs) مع فترات ثقة (CIs) بنسبة 95%.
تم بناء أربعة نماذج Cox معدلة بشكل تدريجي. كان النموذج 1 غير معدل. تم تعديل النموذج 2 وفقاً للعمر والجنس. كما تم تعديل النموذج 3 إضافياً ليشمل ارتفاع ضغط الدم، والسكري، وفشل القلب، والسكتة الدماغية، وإصابة الكلى. وفي مجموعة أجنحة التنويم العامة، تم تعديل النموذج 4 أيضاً ليشمل WBC وHb وPLT والألبومين وCR وBUN وAST وALT والصوديوم والبوتاسيوم والكلور وLac. أما في مجموعة وحدة العناية المركزة، فقد تضمن النموذج 4 إضافياً APS III وSOFA لأن درجات الشدة هذه كانت متاحة فقط لمرضى وحدة العناية المركزة.
لكل مهمة تنبؤ، تم استخدام بذرة عشوائية ثابتة بقيمة 500 لتقسيم مجموعة بيانات الحالات الكاملة المقابلة إلى مجموعات تدريب وتحقق داخلي بنسبة 7:3. أُجريت جميع إجراءات اختيار الميزات حصرياً في مجموعة التدريب؛ ولم تُستخدم مجموعة التحقق الداخلي في اختيار المتنبئات. وضمن مجموعة التدريب، استُخدم انحدار LASSO مع تحقق تبادلي مكون من 10 طيات وخوارزمية Boruta لتحديد المتنبئات المرشحة. وبالنسبة لـ LASSO، تم الاحتفاظ بالمتنبئات ذات المعاملات غير الصفرية عند lambda.min. كما شُغلت خوارزمية Boruta بشكل مستقل لما يصل إلى 5,000 تكرار. استُخدمت المتنبئات المرشحة الناتجة باستمرار لتطوير أربعة نماذج لكل مهمة: LR وRF وSVM وXGBoost. تم ترميز المتغيرات السريرية الثنائية كـ 0 أو 1. ولم يتم تطبيق أي تسوية أو تحويل يدوي قبل ملاءمة نماذج LR أو RF أو XGBoost. اتبع تغيير المقياس (Scaling) لنماذج LASSO وSVM الإعدادات الافتراضية لتطبيقات البرمجيات الخاصة بكل منها، وطُبقت معاملات المعالجة المسبقة المستمدة من مجموعة التدريب دون تغيير على مجموعة التحقق الداخلي. لم يتم استخدام أي من تقنيات زيادة العينات (oversampling)، أو تقليل العينات (undersampling)، أو تقنية زيادة عينات الأقلية الاصطناعية (SMOTE)، أو تحديد أوزان الفئات يدوياً. عُرِّف النموذج الأفضل أداءً بأنه النموذج الذي حقق أعلى أداء إجمالي في التحقق الداخلي من بين التطبيقات الأربعة المحددة مسبقاً، بدلاً من استخدام نسخة محسنة بالكامل من كل خوارزمية. ثم تم تقييم نماذج مجموعة التدريب الملائمة في مجموعة التحقق الداخلي. يظهر سير العمل الكامل في Supplementary Figure 1، وتتوفر تفاصيل التنفيذ في Supplementary Table 1.
تم تقييم أداء النموذج باستخدام المساحة تحت منحنى خصائص تشغيل المستقبل (AUC)، والحساسية، والخصوصية، والاستدعاء، ومقياس F1، والدقة. تلخص قيمة AUC القدرة على التمييز عبر جميع عتبات التصنيف الممكنة، حيث تشير القيمة 0.5 إلى عدم وجود تمييز، بينما تشير القيمة 1.0 إلى تمييز تام. وعند العتبة المختارة، كانت الإيجابيات الحقيقية (TP) والسلبيات الحقيقية (TN) هي الحالات الإيجابية والسلبية التي تم تصنيفها بشكل صحيح، بينما كانت الإيجابيات الكاذبة (FP) والسلبيات الكاذبة (FN) هي الحالات التي تم تصنيفها بشكل غير صحيح. وتم حساب الحساسية، وهي تعادل الاستدعاء في التصنيف الثنائي، كـ TP/(TP + FN)؛ والخصوصية كـ TN/(TN + FP)؛ والدقة (precision) كـ TP/(TP + FP)؛ ومقياس F1 كـ 2 × precision × recall/(precision + recall)؛ والدقة الإجمالية (accuracy) كـ (TP + TN)/(TP + TN + FP + FN). وكانت الفئات الإيجابية هي الإنتان (الذي رُمز له بـ 1) لنموذج التنبؤ بالإنتان في الأجنحة العامة، والوفاة داخل المستشفى (التي رُمز لها بـ 1) لنموذج الوفيات داخل المستشفى في الأجنحة العامة، والوفاة في غضون 28 يوماً (التي رُمز لها بـ 1) لنموذج الوفيات في وحدة العناية المركزة خلال 28 يوماً. وكانت الفئات السلبية المقابلة هي غياب الإنتان، والخروج من المستشفى على قيد الحياة، والبقاء على قيد الحياة لمدة 28 يوماً (وجميعها رُمز لها بـ 0)، على التوالي.
تم اختيار أربع خوارزميات للتعلم الآلي الخاضع للإشراف لتمثيل استراتيجيات متكاملة للبيانات السريرية المهيكلة. حيث عمل نموذج LR كنموذج مرجعي قابل للتفسير للارتباطات الخطية التراكمية. ومثّل نموذج RF مجموعة تعتمد على تقنية bagging قادرة على نمذجة العلاقات والتفاعلات غير الخطية مع تقليل التباين. بينما مثّل نموذج SVM مصنفًا يعتمد على الهامش قادرًا على استيعاب حدود القرار غير الخطية في مجموعات البيانات متوسطة الحجم. أما نموذج XGBoost فقد مثّل خوارزمية تعزيز منتظمة قادرة على رصد التفاعلات ذات الرتب العليا والأنماط غير الخطية. وقد استخدمت جميع الخوارزميات نفس مجموعة المتنبئات المرشحة، وتم تقييمها في نفس مجموعات التدريب والتحقق الداخلي لكل مهمة تنبؤ.
أُجري تحليل SHAP للنموذج الأكثر كفاءة لكل نتيجة لقياس الأهمية العالمية للميزات وتفسير التنبؤات الفردية. وتبع تطوير المخطط البياني (Nomogram) إجراءات خاصة بكل نتيجة؛ فبالنسبة لنتيجة تعفن الدم في الجناح العام، أُدخلت المتنبئات المرشحة في نموذج انحدار لوجستي متعدد المتغيرات، وأُدرجت المتغيرات التي ظلت ذات دلالة إحصائية عند P < 0.05 في المخطط البياني النهائي. أما بالنسبة لنتيجتي الوفاة، فقد استند إدراج المتنبئات إلى نتائج أهمية الميزات العالمية لتحليل SHAP في النماذج الأكثر كفاءة المقابلة لها، دون إجراء استبعاد إضافي بناءً على قيمة P.
أثناء تجميع قاعدة البيانات بأثر رجعي، استُبعدت السجلات التي تفتقر إلى البيانات السريرية أو المخبرية أو بيانات النتائج المطلوبة للتحليل ذي الصلة قبل إدراجها في مجموعة البيانات التحليلية النهائية. ولم يتم الاحتفاظ بسجل مفصل لعملية الفرز التي سبقت الإدخال؛ وبناءً عليه، تعذر إعادة بناء عدد السجلات التي استُبعدت بسبب البيانات المفقودة، أو أنماط الفقد الأصلية على مستوى المتغيرات. ولم تتضمن مجموعة مرضى الأجنحة العامة النهائية (العدد = 1,561) ومجموعة مرضى وحدة العناية المركزة (العدد = 438) أي قيم مفقودة للمتغيرات المستخدمة في التحليلات المقابلة (0% مفقود)، كما لم يتم إجراء أي تعويض إحصائي للقيم المفقودة. وقد أُدرج جميع مرضى الأجنحة العامة البالغ عددهم 1,561 مريضاً في تحليلات الإنتان والوفيات داخل المستشفى، بينما أُدرج جميع مرضى وحدة العناية المركزة البالغ عددهم 438 مريضاً في تحليل الوفيات خلال 28 يوماً. ويرد مستوى اكتمال المتغيرات في مجموعات البيانات النهائية في الجدول التكميلي 2.
أُجريت تحليلات تعلم الآلة باستخدام منصة تحليل تعلم الآلة. كما نُفذت التحليلات الإحصائية التقليدية باستخدام بيئة حوسبة إحصائية مفتوحة المصدر وبرمجيات إحصائية. كانت جميع الاختبارات الإحصائية ثنائية الجانب، واعتُبرت قيمة P < 0.05 دالة إحصائياً.
النتائج
الخصائص الأساسية لمجموعات الدراسة
شملت الدراسة 1,999 مريضاً أدخلوا المستشفى بسبب التهاب القنوات الصفراوية الحاد: 1,561 في مجموعة الأجنحة العامة و438 في مجموعة وحدة العناية المركزة. في مجموعة الأجنحة العامة، أصيب 544 مريضاً بتعفن الدم أو كانوا يعانون منه، بينما لم يصبه 1,017 مريضاً؛ وفي مجموعة وحدة العناية المركزة، عانى 299 مريضاً من تعفن الدم، بينما لم يعانِ 139 مريضاً منه. تظهر الخصائص الأساسية المصنفة حسب حالة تعفن الدم في الجدول 1. في مجموعة الأجنحة العامة، كان المرضى المصابون بتعفن الدم أكبر سناً ولديهم قيم أعلى للبوتاسيوم وAST وCR وBUN مقارنة بالمرضى غير المصابين بتعفن الدم (جميعها P < 0.05)، في حين كانت قيم Hb وPLT والألبومين أقل (جميعها P < 0.05). وكان مرض السكري وفشل القلب وفرط شحميات الدم وإصابة الكلى وفترة الإقامة الأطول في المستشفى أكثر شيوعاً أو زيادة لدى المرضى المصابين بتعفن الدم (جميعها P < 0.05)؛ بينما لم تختلف السكتة الدماغية وارتفاع ضغط الدم والتهاب الكبد بشكل ملحوظ بين المجموعات. وفي مجموعة وحدة العناية المركزة، كان المرضى المصابون بتعفن الدم لديهم قيم أعلى للبوتاسيوم وTBil وAST وCR وBUN وقيم أقل للألبومين مقارنة بالمرضى غير المصابين بتعفن الدم (جميعها P < 0.05). كما ارتبطت إصابة الكلى وفترة الإقامة الأطول في وحدة العناية المركزة بحالة تعفن الدم (P < 0.05)، بينما لم تختلف الأمراض المصاحبة الأخرى التي تم تقييمها بشكل ملحوظ. وكانت درجات SOFA وAPS III أعلى لدى مرضى وحدة العناية المركزة المصابين بتعفن الدم مقارنة بأولئك غير المصابين به (كلاهما P < 0.05).
اختيار الميزات للتنبؤ بتسمم الدم في الأجنحة العامة
تم تقسيم مجموعة بيانات الجناح العام إلى مجموعة تدريب شملت 1,092 مريضاً ومجموعة تحقق داخلية شملت 469 مريضاً. وبالنسبة لنتائج الإنتان، ضمت مجموعة التدريب 380 مريضاً مصاباً بالإنتان و 712 مريضاً غير مصاب بالإنتان، بينما ضمت مجموعة التحقق الداخلية 164 مريضاً مصاباً بالإنتان و 305 مرضى غير مصابين بالإنتان. أما بالنسبة لوفيات الجناح العام داخل المستشفى، فقد شملت مجموعة التدريب 56 حالة وفاة و 1,036 ناجياً، بينما شملت مجموعة التحقق الداخلية 24 حالة وفاة و 445 ناجياً. وضمت مجموعة تدريب وحدة العناية المركزة 306 مرضى (76 حالة وفاة خلال 28 يوماً و 230 ناجياً)، وشملت مجموعة التحقق الداخلية 132 مريضاً (33 حالة وفاة و 99 ناجياً عند اليوم 28). ولغرض التنبؤ بالإنتان في الجناح العام، تم النظر في 27 متغيراً في البداية. وقام خوارزم Boruta بتصنيف المتغيرات إلى مهمة مؤكدة، أو مؤقتة، أو مرفوضة (الشكل 1A). تم تصنيف أحد عشر متغيراً على أنها مهمة: الألبومين، وإصابة الكلى، ومدة الإقامة في المستشفى، و CR، و WBC، و PLT، وفشل القلب، والعمر، و Hb. وأبقى تحليل انحدار LASSO مع التحقق المتقاطع المكون من 10 طيات على 19 ميزة مرشحة (الشكلان 1B و 1C). ثم تم النظر في نتائج اختيار الميزات والأهمية السريرية معاً، مما أسفر عن 11 متنبئاً مرشحاً: BUN، و CR، و WBC، و PLT، والعمر، وفشل القلب، والألبومين، وإصابة الكلى، ومدة الإقامة في المستشفى، و Hb، وتليف الكبد.
مقارنة النماذج وتفسير SHAP للتنبؤ بتعفن الدم في الأجنحة العامة
تمت مقارنة كل من LR وRF وSVM وXGBoost لمهمة التنبؤ بالإنتان في الأقسام العامة باستخدام نفس مجموعات التدريب والتحقق الداخلي (الشكل 2). كانت قيم AUC لمجموعة التدريب 0.893 لـ LR، و0.853 لـ RF، و0.718 لـ SVM، و0.767 لـ XGBoost؛ وكانت قيم AUC المقابلة للتحقق الداخلي 0.826، و0.787، و0.647، و0.737، على التوالي (الشكل 2A,B). حقق نموذج LR أعلى قيمة AUC للتحقق الداخلي وأفضل أداء إجمالي من بين النماذج الأربعة التي تم تقييمها، وبالتالي تم اختياره لمزيد من التفسير. تتوفر مقاييس الأداء التفصيلية في الجدول التكميلي 3. وضمن نطاق احتمالية العتبة الذي تم تقييمه، أشار تحليل منحنى القرار إلى فائدة صافية أكبر لـ LR (الشكل 2D)، وأظهر مخطط المعايرة توافقاً بين احتمالات الإنتان المتوقعة والملاحظة (الشكل 2E). وتستند هذه النتائج إلى التحقق الداخلي ولا تثبت الجاهزية للتطبيق السريري الروتيني.
تم استخدام تحليل SHAP لتفسير نموذج LR المختار. يوضح الشكل 2C، وF مساهمات المتنبئات العالمية، مع ترتيب المتنبئات حسب تأثيرها الإجمالي على تقديرات النموذج. وبترتيب تنازلي حسب الأهمية، كانت المتنبئات هي BUN وCR وWBC وPLT والعمر وفشل القلب والألبومين وإصابة الكلى ومدة الإقامة في المستشفى وHb وتليف الكبد. يوفر الشكل 2G مخطط قوة (force plot) على مستوى المريض. زادت السمات الحمراء من الاحتمالية المقدرة للإصابة بتعفن الدم، بينما قللت السمات الزرقاء منها. ويمثل المصطلح f(x) مخرجات النموذج للفرد بالنسبة للتوقع المرجعي.
إنشاء مخطط التنبؤ (nomogram) لإنتان الأجنحة العامة
أُدخلت المتنبئات المرشحة التي تم الاحتفاظ بها بعد عملية اختيار الميزات في نموذج انحدار لوجستي متعدد المتغيرات (الجدول 2). وقد أُدمجت المتغيرات التي ظلت ذات دلالة إحصائية عند P < 0.05 في المخطط البياني النهائي (النوموجرام) (الشكل 3A): إصابة الكلى، وفشل القلب، وWBC، وPLT، والألبومين، ومدة الإقامة في المستشفى. وقد حقق المخطط البياني قيمة AUC بلغت 0.791 (الشكل 3B)، وأظهر مخطط المعايرة توافقاً بين احتمالات الإصابة بالإنتان المتوقعة والملاحظة (الشكل 3C).
الارتباط بين إنتان الدم ونتائج البقاء على قيد الحياة
استُخدمت منحنيات كابلان-ماير لمقارنة معدلات البقاء على قيد الحياة وفقاً لحالة الإنتان (الشكل 4). في مجموعة وحدة العناية المركزة، كان معدل البقاء على قيد الحياة لمدة 28 يوماً لدى المرضى المصابين بالإنتان أدنى منه لدى المرضى غير المصابين بالإنتان (الشكل 4A؛ اختبار log-rank P < 0.001). أما في مجموعة الأجنحة العامة، فكان معدل البقاء على قيد الحياة داخل المستشفى لدى المرضى المصابين بالإنتان أدنى منه لدى المرضى غير المصابين بالإنتان (الشكل 4B؛ اختبار log-rank P < 0.001).
استُخدمت أربعة نماذج كوكس للمخاطر النسبية (Cox proportional hazards models) معدلة تدريجياً لتقييم الارتباط بين إنتان الدم والوفاة (الجدول 3). وفي مجموعة المرضى في الأجنحة العامة، ارتبط إنتان الدم بالوفاة داخل المستشفى في النموذج غير المعدل (النموذج 1: HR, 4.48; 95% CI, 2.53-7.95; P < 0.001). وظل هذا الارتباط قائماً بعد التعديل حسب العمر والجنس (النموذج 2: HR, 4.11; 95% CI, 2.31-7.32; P < 0.001)، والأمراض المصاحبة الإضافية (النموذج 3: HR, 3.51; 95% CI, 1.94-6.35; P < 0.001)، والمتغيرات المخبرية (النموذج 4: HR, 2.18; 95% CI, 1.15-4.15; P = 0.018). أما في مجموعة مرضى وحدة العناية المركزة (ICU)، فقد ارتبط إنتان الدم بالوفاة خلال 28 يوماً في النموذج 1 (HR, 5.94; 95% CI, 3.00-11.76; P < 0.001)، والنموذج 2 (HR, 5.89; 95% CI, 2.98-11.67; P < 0.001)، والنموذج 3 (HR, 4.81; 95% CI, 2.41-9.61; P < 0.001)، والنموذج 4 (HR, 4.54; 95% CI, 2.22-9.29; P < 0.001). وكانت هذه النتائج متوافقة مع تحليلات كابلان-ماير (Kaplan-Meier).
اختيار الميزات لنماذج الوفيات
استُخدمت خوارزميتا Boruta وLASSO لاختيار المتنبئات المرشحة للوفاة داخل المستشفى في الأجنحة العامة، وللوفاة خلال 28 يوماً في وحدة العناية المركزة (الشكل 5وبالنسبة لمعدل الوفيات في وحدة العناية المركزة خلال 28 يومًا، حددت خوارزمية Boruta عشرة متغيرات مهمة، بما في ذلك APS III، وTBil، وPLT، وALT، وحالة الإنتان، وHb (الشكل 5-أاحتفظ نموذج LASSO مع التحقق المتقاطع ذي العشر طيات بـ 15 ميزة مرشحة (الشكلان 5ب، جوبالنظر إلى كل من إجراءات اختيار الميزات والأهمية السريرية، تم الاحتفاظ بثمانية من المتنبئات وهي: APS III، وHb، وALT، وLac، وTBil، وحالة الإنتان، وإصابة الكلى، والألبومين. أما بالنسبة للوفيات داخل المستشفى في الأجنحة العامة، فقد تم الاحتفاظ بستة من المتنبئات وهي: الألبومين، وإصابة الكلى، وحالة الإنتان، وBUN، وTBil، وAST.الأشكال 5-د إلى و).
مقارنة النماذج وتفسير SHAP لنتائج الوفيات
تمت مقارنة كل من الانحدار اللوجستي (LR)، والغابات العشوائية (RF)، وآلات ناقلات الدعم (SVM)، وتعزيز التدرج الشديد (XGBoost) للتنبؤ بالوفيات خلال 28 يوماً في وحدة العناية المركزة، وذلك باستخدام مجموعات التدريب والتحقق الداخلي المقابلة (الشكل 6بلغت قيم المساحة تحت المنحنى (AUC) لمجموعة التدريب 0.831 للانحدار اللوجستي (LR)، و0.883 للغابة العشوائية (RF)، و0.481 لآلات المتجهات الداعمة (SVM)، و0.862 لـ XGBoost؛ بينما كانت قيم المساحة تحت المنحنى المقابلة للتحقق الداخلي 0.773، و0.810، و0.322، و0.805 على التوالي (الشكلان 6A و Bتم اختيار نموذج الغابة العشوائية (RF) كأفضل النماذج أداءً بناءً على المساحة تحت المنحنى (AUC) للتحقق ومقاييس الأداء العامة. وتتوفر النتائج التفصيلية في الجدول التكميلي 4وفي نطاق احتمالية العتبة الذي تم تقييمه، أشار تحليل منحنى القرار إلى وجود فائدة صافية محتملة لغابة العشوائية (RF).الشكل 6D)، بينما أظهرت المعايرة توافقاً متوسطاً فقط بين احتمالات الوفاة المتوقعة والملاحظة خلال 28 يوماً (الشكل 6Eصنفت تحليلات SHAP العالمية المتنبئات على النحو التالي: APS III، والهيموجلوبين (Hb)، وناقلة أمين الألانين (ALT)، واللاكتات (Lac)، والبيليروبين الكلي (TBil)، والألبومين، وحالة تسمم الدم، وإصابة الكلى.الشكلان 6C و F). الشكل 6G يقدم شرحاً نموذجياً على مستوى المريض.
بالنسبة لمعدلات الوفيات داخل المستشفى في الأجنحة العامة، كانت قيم AUC لمجموعة التدريب 0.951 لنموذج LR، و0.873 لنموذج RF، و0.641 لنموذج SVM، و0.902 لنموذج XGBoost؛ بينما كانت قيم AUC المقابلة للتحقق الداخلي 0.900، و0.829، و0.564، و0.871 على التوالي (الشكلان 7A,B). حقق نموذج LR أعلى قيمة AUC في التحقق الداخلي وتم اختياره كأفضل النماذج أداءً. تتوفر النتائج التفصيلية في الجدول التكميلي 4. وضمن نطاق احتمالية العتبة الذي تم تقييمه، أشار تحليل منحنى القرار إلى وجود فائدة صافية محتملة لنموذج LR (الشكل 7D)، كما أظهرت المعايرة توافقاً متوسطاً بين احتمالات الوفيات داخل المستشفى المتوقعة والملاحظة (الشكل 7E). وقد صنفت تحليلات SHAP العالمية المتنبئات وفق الترتيب التالي: الألبومين، وإصابة الكلى، وحالة تعفن الدم، وBUN، وTBil، وAST (الشكلان 7C,F). ويعرض الشكل 7G تفسيراً تمثيلياً على مستوى المريض.
إنشاء مخططات التنبؤ (nomograms) لوفيات وحدة العناية المركزة خلال 28 يوماً ووفيات المستشفى في الأجنحة العامة
تم إنشاء مخططات نوموجرام (nomograms) منفصلة باستخدام تنبؤات تم ترتيب أولويتها بناءً على أهمية الميزة وفقاً لقيم SHAP العالمية في نماذج الوفيات ذات الأداء الأفضل (الشكل 8). تضمن مخطط نوموجرام الوفيات في وحدة العناية المركزة (ICU) خلال 28 يوماً كلاً من APS III، وHb، وALT، وLac، وTBil، والألبومين، وحالة الإنتان، وإصابة الكلى (الشكل 8A). وقد حقق هذا المخطط مساحة تحت المنحنى (AUC) بلغت 0.840 (الشكل 8B)، وأظهرت عملية المعايرة توافقاً بين احتمالات الوفاة المتوقعة والملاحظة خلال 28 يوماً ضمن مجموعة الدراسة (الشكل 8C). أما مخطط نوموجرام الوفيات داخل المستشفى في الأجنحة العامة فقد تضمن الألبومين، وإصابة الكلى، وحالة الإنتان، وBUN، وTBil، وAST (الشكل 8D). وقد حقق مساحة تحت المنحنى (AUC) بلغت 0.904 (الشكل 8E)، وأظهرت عملية المعايرة توافقاً بين احتمالات الوفاة المتوقعة والملاحظة داخل المستشفى ضمن مجموعة الدراسة (الشكل 8F). ونظراً لأن هذه التقديرات اشتُقت حصرياً من التحقق الداخلي، فينبغي اعتبارها تقديرات أولية تتطلب تأكيداً في مجموعات خارجية مستقلة.
تقييم تعقيد النموذج بالنسبة لأحداث النتيجة
تم تقييم تعقيد النموذج من خلال مقارنة عدد أحداث النتائج في كل مجموعة تدريبية مع عدد المتنبئات في المخطط البياني (nomogram) النهائي المقابل. تضمن نموذج التنبؤ بالإنتان في الأجنحة العامة 380 حالة إنتان وست متنبئات (63.3 حدثًا لكل متنبئة). وتضمن نموذج الوفيات داخل المستشفى في الأجنحة العامة 56 حالة وفاة وست متنبئات (9.3 حدثًا لكل متنبئة)، بينما تضمن نموذج الوفيات خلال 28 يومًا في وحدة العناية المركزة 76 حالة وفاة وثماني متنبئات (9.5 حدثًا لكل متنبئة). وبذلك، كان دعم الأحداث جوهريًا لنموذج الإنتان، ولكنه كان أكثر محدودية لنموذجي الوفيات، واللذين كانا قريبين من القاعدة الإرشادية الشائعة التي تقدر بنحو 10 أحداث لكل متنبئة.
توفّر البيانات:
جميع بيانات المرضى المجهولة التي استُخدمت في هذه الدراسة متاحة للعموم في الملفات التكميلية المرفقة بهذا المقال. يحتوي الجدول التكميلي 5 على بيانات مجموعة الجناح العام، ويحتوي الجدول التكميلي 6 على بيانات مجموعة وحدة العناية المركزة. وقبل التقديم، تمت إزالة جميع معلومات تحديد الهوية الشخصية المباشرة والمعلومات الأخرى التي قد تسمح بتحديد الهوية.
الشكل 1: اختيار الميزات لنموذج التنبؤ بالإنتان في أجنحة المرضى العامة للمصابين بالتهاب القنوات الصفراوية الحاد. (A) تحليل اختيار الميزات بطريقة Boruta؛ (B,C) تحليلات مسار معامل LASSO والتحقق المتبادل بـ 10 طيات. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
الشكل 2: مقارنة وتفسير نماذج التعلم الآلي للتنبؤ بالإنتان في أجنحة المرضى العامة لدى المصابين بالتهاب القنوات الصفراوية الحاد. (A,B) منحنيات ROC لنماذج التعلم الآلي المرشحة في مجموعات التدريب والتحقق الداخلي؛ (C,F) تحليلات SHAP العالمية لمساهمات المتنبئات؛ (D) تحليل منحنى القرار؛ (E) منحنيات المعايرة؛ (G) تفسير SHAP الفردي لمريض نموذجي. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
الشكل 3: بناء وتقييم النوماغرام التنبؤي للإصابة بتعفن الدم في الأجنحة العامة. (أ) النوماغرام؛ (ب) منحنى ROC؛ (ج) منحنى المعايرة. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
الشكل 4: منحنيات كابلان–ماير للبقاء على قيد الحياة للمرضى المصابين بالتهاب القنوات الصفراوية الحاد مصنفين حسب حالة إنتان الدم. (أ) مقارنة البقاء على قيد الحياة لمدة 28 يوماً بين المرضى المصابين وغير المصابين بإنتان الدم في مجموعة وحدة العناية المركزة؛ (ب) مقارنة البقاء على قيد الحياة داخل المستشفى بين المرضى المصابين وغير المصابين بإنتان الدم في مجموعة الجناح العام. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
الشكل 5: اختيار الميزات لنماذج الوفاة خلال 28 يوماً في وحدة العناية المركزة والوفاة داخل المستشفى في الأقسام العامة. (A) تحليل Boruta لاختيار الميزات للوفاة خلال 28 يوماً في وحدة العناية المركزة؛ (B,C) تحليل مسار معاملات LASSO والتحقق المتقاطع بمقدار 10 طيات للوفاة خلال 28 يوماً في وحدة العناية المركزة؛ (D) تحليل Boruta لاختيار الميزات للوفاة داخل المستشفى في الأقسام العامة؛ (E,F) تحليل مسار معاملات LASSO والتحقق المتقاطع بمقدار 10 طيات للوفاة داخل المستشفى في الأقسام العامة. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
الشكل 6: مقارنة وتفسير نماذج التعلم الآلي للوفيات خلال 28 يومًا في وحدة العناية المركزة لدى المرضى المصابين بالتهاب القنوات الصفراوية الحاد. (A,B) منحنيات ROC لنماذج التعلم الآلي المرشحة في مجموعات التدريب والتحقق الداخلي؛ (C,F) تحليلات SHAP العالمية لمساهمات المتنبئات؛ (D) تحليل منحنى القرار؛ (E) منحنيات المعايرة؛ (G) تفسير SHAP الفردي لمريض ممثل. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
الشكل 7: مقارنة وتفسير نماذج التعلم الآلي لوفيات المرضى في الأقسام العامة داخل المستشفى للمصابين بالتهاب القنوات الصفراوية الحاد. (A,B) منحنيات ROC لنماذج التعلم الآلي المرشحة في مجموعات التدريب والتحقق الداخلي؛ (C,F) تحليلات SHAP العالمية لمساهمات المتنبئات؛ (D) تحليل منحنى القرار؛ (E) منحنيات المعايرة؛ (G) تفسير SHAP الفردي لمريض نموذجي. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
الشكل 8: بناء وتقييم نوموغرامات الوفيات خلال 28 يومًا في وحدة العناية المركزة والوفيات داخل المستشفى في الجناح العام. (A–C) النوموغرام، ومنحنى ROC، ومنحنى المعايرة للوفيات خلال 28 يومًا في وحدة العناية المركزة؛ (D–F) النوموغرام، ومنحنى ROC، ومنحنى المعايرة للوفيات داخل المستشفى في الجناح العام. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
الجدول 1: الخصائص الأساسية للمرضى المشمولين. تُعرض الخصائص السريرية والمخبرية بشكل منفصل لمجموعات أجنحة التنويم العامة ووحدات العناية المركزة، وتتم مقارنتها بين المرضى المصابين بتعفن الدم وغير المصابين به. يرجى النقر هنا لتحميل هذا الملف.
الجدول 2: التحليل متعدد العوامل للإنتان لدى المرضى المصابين بالتهاب القنوات الصفراوية. الاختصارات: WBC: كريات الدم البيضاء؛ PLT: الصفائح الدموية. الأرقام التي تشير إلى قيم p أقل من 0.05 مكتوبة بخط عريض. يرجى النقر هنا لتحميل هذا الملف.
الجدول 3: العلاقة بين الإنتان والتنبؤات المرضية للمرضى المصابين بالتهاب القنوات الصفراوية. كان النموذج 1 غير معدل. تم تعديل النموذج 2 بناءً على العمر والجنس. أما النموذج 3 فقد تم تعديله بشكل إضافي ليشمل ارتفاع ضغط الدم، والسكري، وفشل القلب، والسكتة الدماغية، وإصابة الكلى. بالنسبة لمجموعة المرضى في الأجنحة العامة، تم تعديل النموذج 4 إضافياً ليشمل WBC وHb وPLT والألبومين وCR وBUN وAST وALT والصوديوم والبوتاسيوم والكلوريد وLac. وبالنسبة لمجموعة المرضى في وحدة العناية المركزة، تم تعديل النموذج 4 إضافياً ليشمل APS III وSOFA وWBC وHb وPLT والألبومين وCR وBUN وAST وALT والصوديوم والبوتاسيوم والكلوريد وLac. HR: نسبة المخاطر؛ CI: فاصل الثقة؛ APS III: تقييم الفيزيولوجيا الحادة والصحة المزمنة III؛ SOFA: تقييم فشل الأعضاء التتابعي؛ WBC: عدد كرات الدم البيضاء؛ Hb: الهيموجلوبين؛ PLT: عدد الصفائح الدموية؛ CR: الكرياتينين؛ BUN: نيتروجين يوريا الدم؛ AST: Aspartate aminotransferase؛ ALT: Alanine aminotransferase؛ Lac: اللاكتات. تشير القيم المكتوبة بخط عريض إلى الدلالة الإحصائية عند P < 0.05. يرجى النقر هنا لتحميل هذا الملف.
الشكل التكميلي 1: سير العمل العام للدراسة والتعلم الآلي. تم تقسيم المرضى المصابين بالتهاب القنوات الصفراوية الحاد إلى مجموعات في الجناح العام ووحدة العناية المركزة (ICU)، وتم تحديد ثلاث مهام تنبؤية: تعفن الدم في الجناح العام، والوفيات داخل المستشفى في الجناح العام، والوفيات خلال 28 يوماً في وحدة العناية المركزة. ولكل مهمة، قُسمت البيانات إلى مجموعات تدريب وتحقق داخلي بنسبة 7:3 قبل عملية اختيار الميزات. أُجري تحليل LASSO وBoruta حصرياً في مجموعة التدريب، وبعد ذلك تم تطوير ومقارنة نماذج LR وRF وSVM وXGBoost. تم اختيار النموذج الأفضل أداءً بناءً على أداء التحقق الداخلي وتفسيره باستخدام SHAP. استخدم مخطط nomogram الخاص بتعفن الدم في الجناح العام المتغيرات التي تم الاحتفاظ بها في الانحدار اللوجستي متعدد المتغيرات، بينما استخدمت مخططات nomogram الخاصة بالوفيات المتنبئات التي تم إعطاؤها الأولوية بناءً على أهمية الميزات العالمية في SHAP.يرجى النقر هنا لتنزيل هذا الملف.
الجدول التكميلي 1: تفاصيل التنفيذ الحسابي، وإجراءات المعالجة المسبقة، وإعدادات اختيار الميزات، ومعاملات نموذج التعلم الآلي.الاختصارات: AUC، المساحة تحت منحنى خصائص التشغيل للمستقبل؛ FN، سالب كاذب؛ FP، موجب كاذب؛ ICU، وحدة العناية المركزة؛ LASSO، مؤثر تقليص واختيار الحد الأدنى المطلق؛ LR، الانحدار اللوجستي؛ RF، الغابة العشوائية؛ SHAP، تفسيرات شابل المضافة؛ SMOTE، تقنية زيادة عينات الأقلية الاصطناعية؛ SVM، آلة متجه الدعم؛ TN، سالب حقيقي؛ TP، موجب حقيقي؛ XGBoost، تعزيز التدرج الشديد. ملاحظة: أُجريت تحليلات التعلم الآلي في الأصل عبر منصة سحابية. ونظرًا لتحديث المنصة لاحقًا، لم يعد من الممكن الوصول إلى أرقام إصدارات حزم الخلفية التاريخية الدقيقة؛ وبناءً عليه، تعذر الإبلاغ بأثر رجعي عن إصدارات حزم Python الحالية كإصدارات مستخدمة في التحليلات الأصلية. تمثل قيم الخوارزميات الموضحة أعلاه إعدادات المعاملات المحددة مسبقًا والموثقة، وليس تحسين المعاملات الفائقة الخاص بالنتائج.يرجى النقر هنا لتحميل هذا الملف.
الجدول التكميلي 2: اكتمال البيانات على مستوى المتغيرات في مجموعات البيانات التحليلية النهائية للجناح العام ووحدة العناية المركزة (ICU). لم تكن مجموعات البيانات النهائية تحتوي على أي قيم مفقودة للمتغيرات المدرجة في التحليلات المقابلة، ولم يتم إجراء أي تعويض إحصائي. تم استبعاد السجلات التي تفتقر إلى البيانات المطلوبة أثناء التجميع الاسترجاعي لقاعدة البيانات؛ ولم يتم الاحتفاظ بالعدد الدقيق للاستبعادات التي تمت قبل الإدخال أو بالأنماط الأصلية للبيانات المفقودة.يرجى النقر هنا لتحميل هذا الملف.
الجدول التكميلي 3: أداء نماذج تعلم الآلة المرشحة للتنبؤ بتسمم الدم في أجنحة المرضى العامة للمصابين بالتهاب القنوات الصفراوية الحاد. تقييم فعالية نماذج تعلم الآلة في التنبؤ بتسمم الدم لدى المرضى المصابين بالتهاب القنوات الصفراوية الحاد.يرجى النقر هنا لتحميل هذا الملف.
الجدول التكميلي 4: أداء نماذج تعلم الآلة المرشحة للوفاة داخل المستشفى في الأجنحة العامة، والوفاة خلال 28 يوماً في وحدة العناية المركزة للمرضى المصابين بالتهاب القنوات الصفراوية الحاد. تم تلخيص أداء نماذج LR وRF وSVM وXGBoost لمجموعات التدريب والتحقق الداخلي باستخدام AUC، والحساسية، والنوعية، والاستدعاء، ومقياس F1، والدقة.يرجى النقر هنا لتنزيل هذا الملف.
الجدول التكميلي 5: بيانات مجهولة المصدر على مستوى المرضى لمجموعة أجنحة التنويم العامة. تحتوي مجموعة البيانات على المتغيرات السريرية والمخبرية المستخدمة في تحليلات إنتان الدم والوفيات داخل المستشفى.يرجى النقر هنا لتحميل هذا الملف.
الجدول التكميلي 6: بيانات مجهولة المصدر على مستوى المرضى لمجموعة وحدة العناية المركزة (ICU). تحتوي مجموعة البيانات على المتغيرات السريرية والمخبرية المستخدمة لتحليل معدل الوفيات خلال 28 يوماً.يرجى النقر هنا لتنزيل هذا الملف.
المناقشة
يعد التهاب القنوات الصفراوية الحاد عدوى في القناة الصفراوية قد تهدد الحياة. وعلى الرغم من أن الحالات الخفيفة غالباً ما تستجيب جيداً للعلاج، إلا أن معدلات الوفيات المبلغ عنها قد تصل إلى 50% في الحالات الشديدة1,5. وقد تقترب نسبة الوفيات من 40% عند حدوث صدمة إنتانية14. ويشير الإنتان إلى أن العدوى لم تعد مقتصرة على القناة الصفراوية، وقد تتطور بسرعة إلى التهاب جهازي وقصور في وظائف أعضاء متعددة. لذا، فإن تحديد العوامل المرتبطة بالإنتان والنتائج السلبية يكتسب أهمية كبيرة، لا سيما بين المرضى الذين يتطلبون رعاية في وحدة العناية المركزة.
من بين 1,999 مريضاً شملتهم هذه الدراسة، عانى 843 مريضاً (42.17%) من تعفن الدم أو تطور لديهم. وكانت هذه النسبة 34.85% في مجموعة أجنحة التنويم العامة و68.3% في مجموعة وحدة العناية المركزة؛ ومن المرجح أن تعكس النسبة الأعلى في وحدة العناية المركزة شدة المرض الأساسية بشكل أكبر. وكان المرضى المصابون بتعفن الدم يميلون إلى أن يكونوا أكبر سناً، وهو ما يتفق مع النتائج السابقة وقد يرتبط بالتدهور الفسيولوجي المرتبط بالعمر، وضعف الوظيفة المناعية، وزيادة عبء الأمراض المصاحبة.15 وقد طور Liu et al.16 مخططاً بيانياً (nomogram) للانحدار اللوجستي للتنبؤ بتعفن الدم في حالات التهاب القنوات الصفراوية الحاد باستخدام العمر، ومدة دعم جهاز التنفس الاصطناعي، وداء السكري، واعتلال التخثر، وضغط الدم الانقباضي؛ وكانت قيم AUC المبلغ عنها 0.700 في مجموعة التدريب و0.647 في مجموعة التحقق. وفي هذه الدراسة، حقق LR قيم AUC بلغت 0.893 في مجموعة التدريب و0.826 في مجموعة التحقق الداخلي. وبناءً على ذلك، تم إنشاء مخطط بياني أكثر إيجازاً لتعفن الدم في أجنحة التنويم العامة باستخدام إصابة الكلى، وفشل القلب، وWBC، وPLT، والألبومين، ومدة الإقامة في المستشفى، وأعطى قيمة AUC بلغت 0.791. وعلى الرغم من أن قيمة AUC للتحقق الداخلي لأفضل نموذج تعلم آلي لدينا كانت أعلى عددياً من المخطط البياني المنشور سابقاً، إلا أن المقارنة غير مباشرة بسبب اختلاف المجموعات السكانية، والمتنبئات، ومصادر البيانات، وإجراءات التحقق. لذا، يلزم إجراء تحقق خارجي مستقل قبل إمكانية تحديد الأداء المقارن والقدرة على التعميم.
ظل الإنتان مرتبطاً بالوفاة بعد التعديل المتسلسل، مما يدعم أهميته الإنذارية في حالات التهاب القنوات الصفراوية الحاد. يُعرّف الإنتان بأنه خلل وظيفي مهدد للحياة في الأعضاء ناتج عن استجابة مضطربة من المضيف تجاه العدوى17. قد تساهم التشوهات البطانية والالتهابية والأكسجينية وتخثر الدم في حدوث الخلل الوظيفي للأعضاء والنتائج السلبية18,19. شمل مخطط الوفيات لمدة 28 يوماً في وحدة العناية المركزة (ICU) كل من APS III و Hb و ALT و Lac و TBil والألبومين وحالة الإنتان وإصابة الكلى، مما أعطى مساحة تحت المنحنى (AUC) قدرها 0.840. بينما شمل مخطط الوفيات داخل المستشفى في الأجنحة العامة الألبومين وإصابة الكلى وحالة الإنتان و BUN و TBil و AST، مما أعطى AUC قدرها 0.904. أبلغ Schneider وزملاؤه عن متوسط AUC تم التحقق منه تقاطعياً قدره 0.915 لنموذج مخاطر الوفاة في التهاب القنوات الصفراوية الحاد. هذه القيمة مشابهة عددياً لتلك الخاصة بمخطط الأجنحة العامة، ولكن المقارنة المباشرة غير ملائمة لأن النماذج تم تطويرها وتقييمها في مجموعات مختلفة.
يعد APS III مكون الفسيولوجيا الحادة في نظام APACHE III، وهو يلخص شدة الاضطراب الفسيولوجي لدى المرضى في الحالات الحرجة10. وقد تم تقييم كل من APS III وSOFA لغرض التقييم الإنذاري في حالات المرض الحرجة وإنتان الدم20,21,22. ويدعم TG18 تشخيص والتقييم المبكر لشدة التهاب القنوات الصفراوية الحاد باستخدام النتائج السريرية والمخبرية، بما في ذلك الحمى، وتعداد WBC، والبيليروبين، والألبومين. ومع ذلك، قد توفر معايير متلازمة الاستجابة الالتهابية الجهازية معلومات إضافية عند فحص المرضى المصابين بالتهاب القنوات الصفراوية الحاد للكشف عن إنتان الدم14. كما ارتبط انخفاض Hb بالوفاة لدى المرضى المسنين المصابين بالتهاب القنوات الصفراوية الحاد23. ويُعد اللاكتات مؤشراً سريرياً هاماً لنقص تروية الأنسجة وقصور وظائف الأعضاء؛ فخلال إنتان الدم، قد تعكس التركيزات المرتفعة ضعف إيصال الأكسجين، واختلال التمثيل الغذائي، وانخفاض التصفية24,25.
سبق وأن ارتبطت التركيزات المرتفعة من البيليروبين وأمينوترانسفيراز بمعدلات الوفيات المبكرة في حالات التهاب القنوات الصفراوية الحاد26. يتسبب انسداد القنوات الصفراوية في حدوث الركود الصفراوي وزيادة الضغط داخل القنوات. ويعكس ارتجاع البيليروبين إلى الدورة الدموية ضعف الإفراز الصفراوي، بينما قد يشير ارتفاع إنزيمات الأمينوترانسفيراز إلى إصابة الخلايا الكبدية الناتجة عن سمية الأحماض الصفراوية، أو الالتهاب، أو نقص تروية الكبد الثانوي.
اعتمدت نماذج تقييم المخاطر السابقة للإصابة بتسمم الدم أو الوفاة في حالات التهاب القنوات الصفراوية الحاد أحياناً على مجموعات محدودة من المؤشرات أو المتغيرات التي قد لا تتوفر بسهولة، مثل نتائج المزارع الميكروبيولوجية16,27. وقد استخدمت النماذج المحددة للنتائج بشكل أساسي المتغيرات السريرية والمخبرية المسجلة روتينياً؛ ومع ذلك، فقد اختلف توقيت وتوفر هذه المتغيرات باختلاف البيئة العلاجية. فقد كان مقياس APS III متاحاً فقط في وحدة العناية المركزة، بينما لم تكن مدة الإقامة في المستشفى متاحة وقت الدخول. وبناءً على ذلك، يجب تقييم القيمة العملية لهذه النماذج استباقياً في نقاط زمنية محددة بوضوح للتنبؤ. ولا تزال إصابة الكلى ذات صلة سريرية لأنها ترتبط بشكل مستقل بالوفيات الناجمة عن جميع الأسباب في حالات التهاب القنوات الصفراوية الحاد28.
استخدمنا إطار نمذجة مرحلياً بدلاً من الاعتماد على خوارزمية واحدة. حيث عمل كل من LASSO وBoruta كطرق تكميلية لاختيار الميزات: يعمل LASSO على تقليل الأبعاد والتعدد الخطي من خلال تقليص المعاملات، بينما صُمم Boruta لتحديد جميع المتنبئات ذات الصلة، بما في ذلك المتغيرات المشاركة في علاقات أو تفاعلات غير خطية. بعد ذلك، تم تطوير نماذج LR وRF وSVM وXGBoost باستخدام نفس المتنبئات المرشحة ونفس تقسيم التدريب والتحقق الداخلي. وقد ركز اختيار النموذج على أداء التحقق الداخلي بدلاً من أداء التدريب وحده، وهو ما قد يقلل من فرط التخصيص (overfitting) ولكن لا يمكنه القضاء عليه تماماً. كما استُخدمت تحليلات المعايرة ومنحنى القرار لتقييم التوافق بين المخاطر المتوقعة والملحوظة، ولتقييم صافي الفائدة المحتملة عبر احتمالات العتبة.
بالنسبة للتنبؤ بتسمم الدم في الأجنحة العامة، حقق انحدار LR أعلى قيمة AUC في التحقق الداخلي، مما يشير إلى أن الخوارزميات غير الخطية الأكثر تعقيداً لم توفر قيمة تنبؤية إضافية في هذه المجموعة من البيانات. ولا ينفي هذا الاكتشاف وجود ارتباطات غير خطية، حيث يعتمد أداء الخوارزمية على حجم العينة، وتوزيعات المتنبئات، وإعدادات المعلمات الفائقة، وخصائص المجموعة. وقد تم تطبيق SHAP على النموذج الأفضل أداءً لكل مهمة لقياس أهمية الميزات العالمية وتفسير التقديرات على مستوى المريض. تضمن الإطار ثلاثة نماذج محددة حسب النتيجة والبيئة: نموذج للتنبؤ بتسمم الدم في الأجنحة العامة، ونموذج للوفيات داخل المستشفى في الأجنحة العامة، ونموذج للوفيات خلال 28 يوماً في وحدة العناية المركزة (ICU). احتفظ مخطط التنبؤ بتسمم الدم بالمتغيرات ذات الدلالة في الانحدار اللوجستي متعدد المتغيرات، بينما استخدمت مخططات التنبؤ بالوفاة المتنبئات التي تم منحها الأولوية بناءً على أهمية ميزات SHAP العالمية دون حذف إضافي بناءً على قيمة P-value. وقد سمح هذا النهج لمجموعات المتنبئات بأن تعكس المعلومات المتاحة في كل بيئة، وتجنب تطبيق مقاييس خاصة بوحدة العناية المركزة مثل APS III على مرضى الأجنحة العامة. ومع ذلك، فإن هذه النماذج التي تم التحقق من صحتها داخلياً هي أدوات بحثية لتصنيف المخاطر ولا ينبغي تفسيرها كنماذج سببية أو بدائل للحكم السريري.
تتناول النماذج الثلاثة إعدادات ونتائج ونقاط تقييم متميزة. يتضمن نموذج التنبؤ بالإنتان في الأجنحة العامة كلاً من إصابة الكلى، وفشل القلب، وWBC، وPLT، والألبومين، ومدة الإقامة في المستشفى. ونظراً لأن مدة الإقامة غير متوفرة عند الدخول، كما أن وقت البدء الدقيق للإنتان لم يتم تسجيله، فيجب تفسير هذا النموذج على أنه نموذج تراجعي لتصنيف المخاطر داخل المستشفى وليس أداة تنبؤ عند وقت الدخول. أما نموذج الوفيات داخل المستشفى في الأجنحة العامة فيتضمن الألبومين، وإصابة الكلى، وحالة الإنتان، وBUN، وTBil، وAST، ولا يمكن حسابه إلا بعد توفر هذه المتغيرات أثناء فترة الاستشفاء. ويتضمن نموذج الوفيات خلال 28 يوماً في وحدة العناية المركزة APS III، وHb، وALT، وLac، وTBil، والألبومين، وحالة الإنتان، وإصابة الكلى، ويمكن تقييمه بعد الدخول إلى وحدة العناية المركزة بمجرد توفر المعلومات المطلوبة. تقوم المخططات البيانية (Nomograms) بتحويل قيم المتنبئات إلى احتمالات نتائج تقديرية، بينما يشرح نظام SHAP مساهمة المتغيرات الفردية. في الوقت الحالي، يجب اعتبار هذه النماذج التي تم التحقق من صحتها داخلياً كأدوات بحثية توفر تقديرات مستمرة للمخاطر بدلاً من توصيات علاجية ثابتة. وهي تهدف إلى استكمال معايير Sepsis-3، والتقييم القائم على TG18، والحكم السريري، وتتطلب تحققاً خارجياً استباقياً متعدد المراكز قبل تنفيذها بشكل روتيني.
تنطوي هذه الدراسة على عدة قيود؛ أولاً، قد يؤدي تصميمها الاسترجاعي إلى حدوث انحياز في الاختيار، وانحياز ناتج عن البيانات المفقودة، وتباين في القياسات، وعوامل مربكة متبقية. اعتمد تصنيف الإنتان على السجلات الطبية الموجودة، وقد يؤدي عدم اليقين بشأن وقت البدء إلى خطأ في التصنيف. تم استبعاد السجلات التي تفتقر إلى البيانات المطلوبة قبل إنشاء قاعدة البيانات التحليلية، ولكن لم يتم الاحتفاظ بسجل تفصيلي لعملية الفرز السابقة للإدخال. وبناءً على ذلك، لم نتمكن من تحديد كمية هذه الاستبعادات أو مقارنة أنماط الفقدان الأصلية بين مجموعتي الأجنحة العامة ووحدة العناية المركزة. وعلى الرغم من أن مجموعات البيانات النهائية لم تتضمن أي قيم مفقودة، إلا أن اختيار الحالات المكتملة قد يؤدي إلى حدوث انحياز إذا كان اكتمال البيانات مرتبطاً بشدة المرض أو النتائج. لم يتم الحصول على القياسات المختبرية بالضرورة في وقت موحد بالنسبة لوقت الدخول، أو بدء الإنتان، أو العلاج، كما أن التدخلات مثل العلاج بمضادات الميكروبات، وتصريف الصفراء، ودعم الأعضاء قد تكون أثرت على كل من القيم المختبرية ومعدلات الوفيات. وقد تتأثر الوفيات داخل المستشفى أيضاً بممارسات الخروج أو الإحالة، بينما اعتمد تحديد الوفيات خلال 28 يوماً على اكتمال المتابعة. كما أن التعديل للمتغيرات المصاحبة المقاسة لم يتمكن من إزالة العوامل المربكة غير المقاسة أو المتغيرة زمنياً؛ وبالتالي، لا ينبغي تفسير الارتباطات الواردة على أنها علاقات سببية.
ثانياً، على الرغم من استقطاب المرضى من مؤسستين، إلا أنه تم تقييم أداء النموذج باستخدام تقسيم داخلي عشوائي للتحقق فقط. ولذلك، قد تكون النتائج المبلغة عن الأداء متفائلة، وتظل إمكانية التعميم على مؤسسات ومجموعات سكانية أخرى غير مؤكدة. ويتطلب الأمر إجراء تحقق مستقبلي متعدد المراكز باستخدام مجموعات مستقلة زمنياً وجغرافياً. بالإضافة إلى ذلك، لم يتوفر وقت البدء الدقيق للإصابة بتسمم الدم، مما حال دون الفصل بين حالات تسمم الدم الموجودة عند الدخول وتلك التي تطورت أثناء التنويم في المستشفى، ومنع حساب مدة الإقامة قبل وبعد الإصابة بتسمم الدم. وبما أن مدة الإقامة في المستشفى قد أُدرجت كمتغير تنبؤي، فيجب تفسير نموذج التنبؤ بتسمم الدم في الأجنحة العامة على أنه نموذج استرجاعي لتقسيم المخاطر داخل المستشفى، وليس نموذجاً للتنبؤ عند الدخول أو نموذجاً مستقبلياً للوقت المنقضي حتى وقوع الحدث.
ثالثاً، تُعد خوارزميات LR وRF وSVM وXGBoost خوارزميات راسخة، ولم تقدم هذه الدراسة بنية مبتكرة أو إطار عمل لتحسين الأداء. وقد تم اختيارها عمداً لتمثل استراتيجيات متكاملة تشمل النماذج الخطية، والنماذج القائمة على الهوامش، وأساليب bagging، وأساليب boosting المناسبة للبيانات السريرية المهيكلة. ومع ذلك، قد يكون قصر التحليل على هذه الخوارزميات قد حدّ من القدرة على اكتشاف أنماط أو تفاعلات غير خطية أخرى. ويمكن للدراسات المستقبلية تقييم طرق boosting القابلة للتفسير، أو مجموعات stacking، أو خوارزميات أخرى، مع تقييم التحسينات بناءً على التمييز الخارجي، والمعايرة، والمنفعة الصافية، بدلاً من الاعتماد على AUC وحده.
رابعاً، استخدمت الخوارزميات المرشحة المعلمات الفائقة الافتراضية المحددة مسبقاً، ولم يتم إجراء أي تحسين منهجي لهذه المعلمات الفائقة. وبناءً على ذلك، فإن الاختلافات الملحوظة تعكس مقارنات بين هذه التطبيقات المحددة مسبقاً، وقد لا تمثل أفضل أداء يمكن تحقيقه لكل خوارزمية. ينبغي أن تدمج الدراسات المستقبلية التحقق المتقاطع المتداخل مع تحسين المعلمات الفائقة باستخدام الشبكة (grid) أو التحسين العشوائي أو البايزي (Bayesian)، وتأكيد أي تحسن من خلال التحقق الخارجي.
خامساً، على الرغم من استخدام اختيار الميزات والتحقق الداخلي لتقليل تعقيد النموذج، إلا أن نماذج الوفيات في الجناح العام ووحدة العناية المركزة شملت 9.3 و 9.5 من أحداث التدريب لكل متنبئ، على التوالي. وتقترب هذه النسب من الحد الأدنى المذكور شائعاً لنماذج الانحدار؛ وبناءً على ذلك، لا يمكن استبعاد حدوث فرط التخصيص، أو التقديرات غير المستقرة، أو ضعف دقة أداء التحقق. لذا، هناك حاجة إلى مجموعات مستقلة أكبر تضم عدداً أكثر من أحداث الوفاة.
أخيراً، يعمل SHAP على تحسين قابلية تفسير تنبؤات النموذج الملاءم، ولكنه لا يستطيع إثبات علاقات سببية بين المتنبئات والنتائج. لذا، ينبغي اعتبار النماذج المقترحة أدوات لتقسيم المخاطر تم التحقق من صحتها داخلياً بدلاً من كونها أنظمة لاتخاذ القرارات السريرية. وتتطلب فائدتها السريرية وقابليتها للتعميم تقييماً في مجموعات مستقلة مستقبلية.
باختصار، ارتبط إنتان الدم بانخفاض معدلات البقاء على قيد الحياة داخل المستشفى في مجموعة المرضى بـالأجنحة العامة، وانخفاض معدلات البقاء على قيد الحياة لمدة 28 يوماً في مجموعة وحدة العناية المركزة بين المرضى المصابين بالتهاب القنوات الصفراوية الحاد. تم تطوير ثلاثة نماذج محددة حسب النتيجة والمكان: نموذج للتنبؤ بإنتان الدم في الأجنحة العامة، ونموذج للوفيات داخل المستشفى في الأجنحة العامة، ونموذج للوفيات خلال 28 يوماً في وحدة العناية المركزة. أظهرت هذه النماذج أداءً تمييزياً أثناء التحقق الداخلي، وساعدت قيم SHAP في توصيف مساهمات المتنبئات الفردية في تقديرات النماذج. ومع ذلك، ونظراً لقلة عدد حالات الوفاة، والتصميم الاسترجاعي، وغياب التحقق الخارجي، تظل هذه النتائج أولية وقد تكون عرضة للإفراط في التخصيص (overfitting). لذا، يتطلب الأمر إجراء تحقق خارجي استباقي متعدد المراكز قبل التطبيق السريري الروتيني.
الإفصاحات
يصرح المؤلفون بأنه ليس لديهم أي مصالح مالية أو غير مالية متضاربة. تم استخدام ChatGPT (OpenAI) أثناء مراجعة المخطوطة للمساعدة في تحرير اللغة والقواعد والوضوح والتنظيم. ولم يتم استخدامه لتوليد بيانات الدراسة أو تحليلها أو لاستخلاص استنتاجات علمية بشكل مستقل. وقد تمت مراجعة جميع المحتويات المدعومة بالذكاء الاصطناعي والتحقق منها نقدياً من قبل المؤلفين، الذين يتحملون المسؤولية الكاملة عن دقة المخطوطة ونزاهتها وأصالتها. الموافقة على المشاركة: تم الحصول على موافقة مستنيرة مكتوبة من جميع المشاركين أو ممثليهم القانونيين المفوضين.
شكر وتقدير
كل الشكر لجميع المتعاونين في هذه الورقة البحثية على تحليلاتهم للبيانات وكتابتهم. التمويل: هذا العمل مدعوم من قبل مشروع البحث الابتكاري التعاوني لعام 2024 التابع لكلية جيانغسو الطبية بين الكلية والحكومة المحلية (202491011, 202491007)، ومكتب تشانغتشو للعلوم والتكنولوجيا (CJ20239026, CJ20244028).
المواد
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| Boruta (حزمة R) | [الإصدار/CRAN] | تشغيل خوارزمية اختيار الميزات ضمن مجموعة التدريب | |
| glmnet / LASSO (حزمة R) | [الإصدار/CRAN] | انحدار LASSO مع التحقق المتقاطع ذو الـ 10 طيات لاختيار السمات | |
| ارتباط (R) | مؤسسة R للحوسبة الإحصائية | الإصدار 4.3.2 | بيئة حوسبة إحصائية مفتوحة المصدر |
| تنفيذ SHAP | [الإصدار] | تفسيرات شابلي الإضافية لتفسير النماذج | |
| Stata | StataCorp | الإصدار 17.0 | برمجيات إحصائية للتحليلات التقليدية |
| تنفيذ XGBoost | [الإصدار] | نموذج تعزيز التدرج الشديد (Extreme Gradient Boosting) | |
| منصة تحليل Xsmart | [الإصدار] | منصة تحليل قائمة على التعلم الآلي |
المراجع
- An Z, Braseth AL, Sahar N. Acute cholangitis: causes, diagnosis, and management. Gastroenterol Clin North Am. 2021;50:403–14.
- Gravito-Soares E, et al. Clinical applicability of Tokyo Guidelines 2018/2013 in diagnosis and severity evaluation of acute cholangitis and determination of a new severity model. Scand J Gastroenterol. 2018;53:329–34.
- Cianci P, Restini E. Management of cholelithiasis with choledocholithiasis: endoscopic and surgical approaches. World J Gastroenterol. 2021;27:4536–54.
- Lan Cheong Wah D, Christophi C, Muralidharan V. Acute cholangitis: current concepts. ANZ J Surg. 2017;87:554–59.
- Cecconi M, Evans L, Levy M, Rhodes A. Sepsis and septic shock. Lancet. 2018;392:75–87.
- Rudd KE, et al. Global, regional, and national sepsis incidence and mortality, 1990–2017: analysis for the Global Burden of Disease Study. Lancet. 2020;395:200–11.
- Xie J, et al. The epidemiology of sepsis in Chinese ICUs: a national cross-sectional survey. Crit Care Med. 2020;48:e209–e218.
- Wilkins T, Agabin E, Varghese J, Talukder A. Gallbladder dysfunction: cholecystitis, choledocholithiasis, cholangitis, and biliary dyskinesia. Prim Care. 2017;44:575–97.
- Qiu X, Lei YP, Zhou RX. SIRS, SOFA, qSOFA, and NEWS in the diagnosis of sepsis and prediction of adverse outcomes: a systematic review and meta-analysis. Expert Rev Anti Infect Ther. 2023;21:891–900.
- Knaus WA, et al. The APACHE III prognostic system: risk prediction of hospital mortality for critically ill hospitalized adults. Chest. 1991;100:1619–36.
- Pötter-Lang S, et al. Modern imaging of cholangitis. Br J Radiol. 2021;94:20210417. doi:10.1259/bjr.20210417.
- Banerjee S. Generating complex explanations for artificial intelligence models: an application to clinical data on severe mental illness. Life (Basel). 2024;14:807. doi:10.3390/life14070807.
- Karako K, Tang W. Applications of and issues with machine learning in medicine: bridging the gap with explainable AI. Biosci Trends. 2024;18:497–504.
- Beliaev AM, Zyul'korneeva S, Rowbotham D, Bergin CJ. Screening acute cholangitis patients for sepsis. ANZ J Surg. 2019;89:1457–61.
- Fathi M, Markazi-Moghaddam N, Ramezankhani A. A systematic review on risk factors associated with sepsis in patients admitted to intensive care units. Aust Crit Care. 2019;32:155–64.
- Liu Q, et al. A nomogram for predicting the risk of sepsis in patients with acute cholangitis. J Int Med Res. 2020;48:300060519866100. doi:10.1177/0300060519866100.
- Singer M, et al. The third international consensus definitions for sepsis and septic shock (Sepsis-3). JAMA. 2016;315:801–10.
- Joffre J, Hellman J, Ince C, Ait-Oufella H. Endothelial responses in sepsis. Am J Respir Crit Care Med. 2020;202:361–70.
- Mitchell E, Pearce MS, Roberts A. Gram-negative bloodstream infections and sepsis: risk factors, screening tools and surveillance. Br Med Bull. 2019;132:5–15.
- Fan S, Ma J. The value of five scoring systems in predicting the prognosis of patients with sepsis-associated acute respiratory failure. Sci Rep. 2024;14:4760. doi:10.1038/s41598-024-55257-5.
- Pérez-Fernández X, et al. Clinical variables associated with poor outcome from sepsis-associated acute kidney injury and the relationship with timing of initiation of renal replacement therapy. J Crit Care. 2017;40:154–60.
- Lambden S, Laterre PF, Levy MM, François B. The SOFA score—development, utility and challenges of accurate assessment in clinical trials. Crit Care. 2019;23:374. doi:10.1186/s13054-019-2663-7.
- Inan O, Sahiner ES, Ates I. Factors associated with clinical outcome in geriatric acute cholangitis patients. Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2023;27:3313–21.
- Bakker J, Postelnicu R, Mukherjee V. Lactate: where are we now? Crit Care Clin. 2020;36:115–24.
- Brooks GA. The science and translation of lactate shuttle theory. Cell Metab. 2018;27:757–85.
- Salek J, Livote E, Sideridis K, Bank S. Analysis of risk factors predictive of early mortality and urgent ERCP in acute cholangitis. J Clin Gastroenterol. 2009;43:171–75.
- Schneider J, et al. Mortality risk for acute cholangitis (MAC): a risk prediction model for in-hospital mortality in patients with acute cholangitis. BMC Gastroenterol. 2016;16:15. doi:10.1186/s12876-016-0428-1.
- Lee TW, et al. Incidence, risk factors, and prognosis of acute kidney injury in hospitalized patients with acute cholangitis. PLoS One. 2022;17:e0267023. doi:10.1371/journal.pone.0267023.