$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Veritabanı erişimi ve yazılım ortamı
Etik veri kullanımı üzerine gerekli eğitimi tamamladıktan sonra Yoğun Bakım IV için Tıbbi Bilgi Merkezi (MIMIC-IV, v3.1) yetkili erişim alın (Sertifika Kimliği: 69002811). İnsan Özenleri İçin Yaşam Bilimleri ve Tıbbi Araştırmaların Etik İnceleme Ölçümleri'ne (18 Şubat 2023, Çin) göre, 32. Madde, yasal olarak elde edilen kamu verileri, kamu davranışına müdahale etmeden üretilen veriler veya anonimleştirilmiş bilgiler kullanılarak yapılan araştırmaların etik incelemeden muaf tutulduğunu belirtir. Bu hükümlere uygun olarak, bu çalışma kurumsal etik onaydan muaf tutuldu. Veri kullanım protokolü ve etik yönergeler sıkı bir şekilde takip edildi ve çalışma yalnızca bilimsel araştırma amaçları için yürütüldü. PostgreSQL (v17.1.11) kullanarak veritabanı ortamını kurun. SQL sorgularını çalıştırmak ve analiz için çıkarılmış veri setlerini dışa aktarmak için veritabanı yönetimi ve sorgu arayüzü olarak Navicat Premium (v17) kullanın.
Hasta seçimi
MIMIC-IV'te akciğer kanseri olan hastaları Uluslararası Hastalıklar Sınıflandırması, Dokuzuncu ve Onuncu Revizyon (ICD-9 ve ICD-10)kodları 17 kullanılarak tespit edin. Aşağıdaki dışlama kriterlerini sıralı olarak uygulayın: Yaş <18 yaş veya >90; Yoğun bakıma yatışın ilk 24 saatinde serum albümin ölçümlerinin eksikleşmesi; Birden fazla yoğun bakım veya hastane yatışı; Yoğun bakım kalanında çalışma süresi <24 saat.
Değişken çıkarma
Navicat Premium (v17) üzerinden PostgreSQL (v17.1.11) kullanarak MIMIC-IV (v3.1) değişkenlerini çıkarmak; bunlar arasında demografik bilgiler, hayati bulgular, laboratuvar testleri, eş hastalıklar, terapötik müdahaleler, şiddet puanları ve sonuçlar dahildir. Demografi: yaş, cinsiyet. Yoğun bakıma yatıştan sonraki ilk 24 saat içindeki hayati belirtiler: kalp atış hızı (kalp itiri), solunum hızı (RR), oksijen doygunluğu (SpO₂) ve sıcaklık. İlk 24 saat içindeki laboratuvar değişkenleri: serum albümini, glikoz, kreatinin (AST), üre azotu, toplam bilirubin, hemoglobin, kırmızı kan hücresi (RBC) sayısı, beyaz kan hücresi (WBC) sayısı, trombosit sayısı, kırmızı beynik dağılım genişliği (RDW), alanin aminotransferaz (ALT), aspartat aminotransferaz (AST), protrombin zamanı (PT), kalsiyum, potasyum, sodyum, klorür. Tanı kayıtlarından eş hastalıklar: hipertansiyon, hepatik siroz, kronik böbrek hastalığı, diyabet, kronik bronşit, konjestif kalp yetmezliği ve kronik obstruktif akciğer hastalığı (KOAH). Yoğun bakım yönünde şiddet puanları: Ardışık Organ Yetmezliği Değerlendirmesi (SOFA), Basitleştirilmiş Akut Fizyoloji Skoru II (SAPS II), Charlson Komorbidite İndeksi, Akut Fizyoloji ve Kronik Sağlık Değerlendirmesi II (APACHE II). Terapötik müdahaleler: sistemik kortikosteroidler, antibiyotikler, vazopresorlar. Yaşam tarzı faktörü: sigara geçmişi. İlk 24 saat içindeki tüm laboratuvar değişkenleri ve şiddet skorları için, birden fazla ölçüm varsa, 1. gün boyunca ortalama değeri hesaplayın ve bu değeri analiz için kullanın. %20'den fazla eksik veri olan değişkenleri hariç tutun. Eksikliği ≤%20 olan değişkenler için, karma tip klinik verilerin işlenmesi için rastgele orman tabanlı makine öğrenimi yöntemi olan missForest algoritması kullanılarak emputasyon yapılabilir. Ana değişkenler için eksik veri oranı Ek Tablo 1'de verilmiştir.
Sonuç tanımı
Birincil sonuç, yoğun bakıma kabul edildikten sonraki 28 gün içinde tüm nedenlerle sonuçlanan ölüm olarak tanımlanır. MIMIC-IV veritabanında bulunan ölüm kayıtları kullanılarak ölüm durumunu tespit edin. Hastaları 28 günlük ölüm durumuna göre hayatta kalan veya hayatta kalmayan olarak sınıflandırın.
İstatistiksel analiz
Shapiro–Wilk testi kullanılarak sürekli değişkenlerin dağılımını değerlendirin. Normal dağılımlı değişkenleri Student'in t-testi ile normal dağılımlı değişkenleri Wilcoxon sıralama toplamı testi ile karşılaştırın. Kategorik değişkenleri ki-kare testiyle karşılaştırın. Aday değişkenleri seçmek ve çoklu kollineerliği azaltmak için 10 kat çapraz doğrulama ile en az mutlak küçülme ve seçim operatörü (LASSO) regresyonunu gerçekleştirin. Serum albümini ile 28 günlük ölüm arasındaki bağımsız ilişkiyi değerlendirmek için çok değişkenli Cox orantılı risk modelleri oluşturun. Serum albümini hem sürekli hem de kategorik değişken olarak girildi ve LASSO regresyonuyla seçilen kovaryatlar ayarlama için dahil edildi. Tehlike oranları (HR'ler) ve %95 güven aralıkları (CI) tahmin edildi. Kısıtlı kübik spline (RCS) analiziyle doğrusal olmayan ilişkileri keşfedin. Düğümler, albümin dağılımının önceden belirlenmiş yüzdeliklerine yerleştirildi ve doğrusal olmayanlık spline terimleri test edilerek değerlendirildi. Kaplan–Meier hayatta kalma eğrileri oluşturun ve log-rank testini kullanarak hayatta kalma dağılımlarını karşılaştırın.
Makine öğrenimi modeli geliştirme ve doğrulama
Veri setini hasta düzeyinde rastgele olarak bir eğitim seti (%70), doğrulama seti (%15) ve bağımsız bir test seti (%15) olarak böl. Özellik seçimini yalnızca LASSO regresyonu ile Boruta algoritması ile seçilen değişkenlerin kesişimini belirleyerek eğitim seti kullanılarak gerçekleştirin; böylece yalnızca kararlı ve ilgili tahmin ediciler korunur. Eğitim setinde lojistik regresyon, rastgele orman, karar ağacı, destek vektör makinesi, XGBoost, LightGBM, tamamlayıcı naif Bayes ve destek vektör sınıflayıcısı dahil olmak üzere sekiz makine öğrenimi sınıflayıcısını eğitin. Model performansı önce doğrulama setinde değerlendirilmiş ve ardından AUC-ROC, AUC-PR, doğruluk, hassasiyet, özgüllük, kalibrasyon eğrileri, karar eğrisi analizi ve öğrenme eğrileri kullanılarak bağımsız test setinde doğrulanmıştır.
Model yorumu ve uç noktası
Doğrulama performans metriklerine dayalı olarak en iyi performans gösteren makine öğrenimi modelini belirleyin. Her özelliğin ölüm tahminine katkısını nicelikle ölçmek için SHapley Ekleyici Açıklamaları (SHAP) uygulanır. Serum albümini ve diğer öngörücülerin göreceli önemini ve yönünü görselleştirmek için SHAP özeti ve bağımlılık grafikleri oluşturun. Analizi, istatistiksel ve makine öğrenimi sonuçlarını entegre ederek yorumlanabilir bir risk stratifikasyonu çerçevesi oluşturarak tamamlayın.