Research Article

פיתוח ואימות חיצוני של יישום מבוסס רשת לחיזוי ARDS הקשור לדלקת ריאות

DOI:

10.3791/69738

⸱

January 6th, 2026

 ,  , 
1Department of Pulmonary and Critical Care Medicine, Beijing Anzhen Hospital of Capital Medical University, 2Beijing Institute of Heart, Lung and Blood Vessel Diseases

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מחקר זה שואף לפתח ולאמת חיצונית מערכת מבוססת רשת המשלבת מודלים של למידת מכונה לאבחון מוקדם ופנוטיפינג קליני של ARDS הקשור לדלקת ריאות, במטרה להקל על טיפול מדויק.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

תסמונת מצוקה נשימתית חריפה (ARDS) היא מחלה הטרוגנית מאוד עם תופעות קליניות העלולות לחפוף לדלקת ריאות חמורה, מה שמציב אתגרים להבחנה מדויקת. לכן, יש צורך דחוף בחיזוי מוקדם וקיבוץ מהיר של תת-סוגים של חולי ARDS ליד המיטה. מחקר זה שואף לפתח מערכת מבוססת רשת, הכוללת מודלים מאומתים של אבחון מוקדם ליד מיטת המטופל וסיווג תת-קבוצות קליניים, לחיזוי התפתחות ופנוטיפים של ARDS הקשור לדלקת ריאות. מודלים אבחנתיים ותת-קבוצות פותחו ואומצו משני מאגרי המידע הגדולים, Medical Information Mart for Intensive Care IV (MIMIC-IV) ויחידת טיפול נמרץ טלה-רפואי (eICU), ושולבו במערכת חיזוי מבוססת רשת. נתונים ממטופלים עם דלקת ריאות שאושפזו במשך יותר מ-24 שעות בין 2008 ל-2019 נותחו. קבוצת נגזרת MIMIC-IV כללה 24,987 מטופלים עם דלקת ריאות (14,121 עם ARDS הקשור לדלקת ריאות); קבוצת האימות ל-eICU כללה 20,676 מטופלים עם דלקת ריאות (9946 עם ARDS הקשור לדלקת ריאות). באבחון, שיטת ההצטברות של למידת מכונה הציגה את הביצועים הטובים ביותר עם AUC של 0.919, דיוק של 70.00%, דיוק של 69.88% וזכירה של 82.27% בקבוצת הגזירה MIMIC-IV. ה-AUC, הדיוק, הדיוק והזיכרון של קבוצת אימות ה-eICU היו 0.915, 70.87%, 69.70% ו-69.70% בהתאמה. ARDS הקשור לדלקת ריאות סווג לשלושה פנוטיפים קליניים עם מאפיינים ותוצאות קליניים שונים, שכל אחד מהם הגיב בצורה שונה לטיפול. בקרב מטופלים באשכולות 0 ו-1, שיעורי התמותה באשפוז היו גבוהים יותר בקרב אלו שקיבלו טיפול מוקדם בקורטיקוסטרואידים מאשר בקרב אלו שלא קיבלו זאת, בעוד שבקרב מטופלים באשכול 2, שיעור התמותה בבית החולים היה נמוך יותר בקרב אלו שקיבלו קורטיקוסטרואידים מאשר בקרב אלו שלא קיבלו זאת. ביצענו שינוי רשת של חיזוי האבחנה וסיווג תת-הקבוצה הקלינית של ARDS הקשור לדלקת ריאות. המודלים המקוונים שלנו לאבחון מוקדם ליד מיטת המטופל וסיווג תת-קבוצות קליניים של ARDS הקשור לדלקת ריאות עשויים לסייע לרופאים באבחון וטיפול במחלה ולקדם טיפול מדויק אישי.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

כשל נשימתי חריפה, במיוחד תסמונת מצוקה נשימתית חריפה (ARDS) לאחר זיהום ריאות, היא בעיה נפוצה והרסנית בקרב חולים במצב קריטי. מחקרים הראו כי השכיחות של ARDS גבוהה עד 10% בקרב מטופלים ביחידת טיפול נמרץ (ICU), ושיעור התמותה הוא כ-40%2,3. דלקת ריאות חמורה נחשבת באופן נרחב לגורם העיקרי ל-ARDS4. מכיוון שהתסמינים הקליניים של דלקת ריאות חמורה ו-ARDS דומים, לעיתים קרובות קשה להבחין בין ARDS לדלקת ריאות חמורה. לכן, חיזוי מוקדם של התפתחות ARDS במקרים של דלקת ריאות עשוי להפחית את שכיחות ה-ARDS ואת שיעורי התמותה5. בנוסף,....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מחקר זה ניגש למאגר המידע הרפואי לטיפול נמרץ IV (MIMIC-IV)11 (גרסה 1.0, PhysioNet: https://physionet.org/content/mimiciv/1.0/) ומסד הנתונים12 (גרסה 2.0, PhysioNet: https://physionet.org/content/eicu-crd/2.0/) לאחר סיום מבחן הגנת משתתפי מחקר אנושיים (מזהה רשומה: 44151052). מחקר זה נערך בהתאם לעקרונות הצהרת הלסינקי (2013), והמטופלים הסכימו לאסוף את הנתונים שלהם בשני מאגרי המידע. אישור אתי למחקר זה בוטל משום שהנתונים במאגרי ה-eICU ו-MIMIC-IV היו אנונימיים לחלוטין (לא נשמרו מזהים אישיים).

חומרים וכלים
מקורות נתונים: מאגר MIMIC-IV: גרסה 1.0, רישו....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

משתתפים
מאגר MIMIC-IV כלל נתונים מ-24,987 מטופלים עם דלקת ריאות, מתוכם 14,121 סבלו מ-ARDS הקשור לדלקת ריאות (טבלה 1). מאגר ה-eICU כלל נתונים מ-20,676 מטופלים עם דלקת ריאות, מתוכם 9946 סבלו מ-ARDS הקשור לדלקת ריאות (טבלה משלימה 1).

הקמה ואימות מודל חיזוי ARDS הקשור לדלקת ריאות
השתמשנו בנתוני קבוצת MIMIC-IV כדי לבנות מודל אבחוני ל-ARDS הקשור לדלקת ריאות. המודל אומת חיצונית עם נתונים מקבוצת.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

כידוע לנו, זהו מודל האבחון הראשון ומודל סיווג תת-הקבוצה הקלינית המשתמש בלמידת מכונה לדיווח על ARDS בחולי דלקת ריאות, והמחקר הגדול ביותר שמדווח על אבחון וסיווג תת-קבוצות קליניות של ARDS הקשור לדלקת ריאות. במחקר זה, נגזרנו ואימתנו שני מודלים מבוססי למידת מכונה ותרגמנו אותם ליישומים מבוססי רשת לפרקטיקה קלינית ולמחקר מאוחר יותר. בקבוצת האימות של ה-eICU, התחזית אילו מטופלים עם דלקת ריאות יפתחו ARDS הקשור לדלקת ריאות הייתה עם AUC של 0.915, דיוק של 70.87%, דיוק 69.70% ו-69.70% זיכרון. השתמשנו ג.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

המחברים מצהירים שאין להם אינטרסים מתחרים.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
אפאצ'י טומקטיסוד התוכנה של אפאצ'יגרסה 9.0.85
Eclipse IDE אקליפס2023-09
ערכת פיתוח Java  Javaגרסה Java SE 8u381 
RapidMiner Studioאלטאיר הנדסת בע"מ.גרסה 9.10.001 
סטטיסטיקות SPSSIBMגרסה 23.0 

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Brun-Buisson, C., et al. Epidemiology and outcome of acute lung injury in European intensive care units. Results from the ALIVE study. Intens Care Med. 30 (1), 51-61 (2004).
  2. Bellani, G., et al.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Pneumonia Associated ARDSARDS PredictionWeb Based ApplicationClinical Subgroup ClassificationMachine Learning ModelsEarly Bedside DiagnosisMIMIC IV DatabaseeICU DatabaseClinical PhenotypesPrecision Treatment
Video Coming Soon

Related Articles