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Améliorer les résultats de la chirurgie cardiaque grâce aux données

Utiliser l'apprentissage automatique pour prédire les complications après une opération cardiaque.

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Table des matières

Quand un patient subit une chirurgie cardiaque, il peut parfois y avoir des problèmes après qui nécessitent une action rapide. Le meilleur endroit pour ces patients, c'est l'unité de soins intensifs (USI), où ils ont plus de chances de survivre. Les recherches montrent que les hôpitaux peuvent avoir des taux de décès très différents après une chirurgie cardiaque, ce qui peut dépendre de la façon dont ils gèrent les Complications. Un concept important dans ce domaine s'appelle "échec au sauvetage", ce qui signifie ne pas être capable d'empêcher la mort d'un patient après qu'un problème survienne.

Complications et Leur Impact

Il y a plein de complications qui peuvent survenir après une chirurgie cardiaque. Parmi celles-ci, on peut trouver :

  • Défaillance multiviscérale
  • Coma
  • Arrêt cardiaque
  • Insuffisance rénale nécessitant dialyse
  • Sepsie
  • Problèmes de coagulation
  • Problèmes dans le tractus gastro-intestinal
  • Retour en USI
  • Nécessité d'un appareil respiratoire pendant longtemps
  • Retour au bloc opératoire à cause d'hémorragies
  • Pneumonie
  • AVC
  • Accumulation de liquide autour du cœur
  • Caillots sanguins dans les poumons
  • Infections de grandes plaies
  • Bloc cardiaque
  • Problèmes liés à l'artère principale du cœur

Comprendre quelles complications sont les plus susceptibles de causer des problèmes graves aide les hôpitaux à améliorer leurs soins et à prévenir les décès.

Suivi de l'Échec au Sauvetage

Un hôpital suit sa performance dans la gestion de l'échec au sauvetage en utilisant un tableau spécial qui montre combien de patients ont eu des complications au cours des cinq dernières années. Cela aide l'équipe médicale à voir des schémas et à améliorer leur réponse aux urgences après une chirurgie cardiaque.

Recherche sur les Complications

Certaines recherches se sont concentrées sur l'identification des patients qui pourraient avoir des complications après une chirurgie cardiaque. Une étude a examiné des événements spécifiques, y compris les réopérations, l'insuffisance rénale, les infections, la ventilation prolongée, les AVC et les décès dans les 30 jours après la chirurgie. En rassemblant des données d'un grand groupe de patients, les chercheurs peuvent commencer à comprendre qui pourrait être à plus haut risque.

Évaluation des Modèles et de Leurs Limites

Dans le passé, les chercheurs ont développé des outils pour prédire les risques après la chirurgie. Cependant, beaucoup de ces modèles ont quelques lacunes :

  • Ils n'expliquent souvent pas clairement comment les estimations de risque ont été créées.
  • Leur efficacité à prédire les résultats réels n'est pas partagée complètement.
  • La performance est généralement mesurée de manière limitée, souvent juste par une seule statistique.
  • Ils n'expliquent pas combien chaque facteur contribue au risque global.

Ces limitations empêchent une compréhension complète de l'efficacité des modèles en pratique.

Amélioration des Prédictions avec l'Apprentissage automatique

Pour remédier à ces problèmes, certains chercheurs ont utilisé l'apprentissage automatique. C'est une méthode qui permet aux ordinateurs d'apprendre à partir des données et de faire des prédictions. En utilisant un ensemble de données d'un hôpital qui comprenait des milliers de patients sur plusieurs années, les chercheurs ont construit un modèle capable d'identifier les patients susceptibles de faire face à des complications.

Le nouveau modèle a mieux fonctionné que les précédents, atteignant un taux de succès de prédiction plus élevé. Il utilise diverses caractéristiques des patients pour faire ses prédictions, ce qui signifie qu'il prend en compte plusieurs facteurs à la fois, menant à de meilleurs résultats pour les soins aux patients.

Caractéristiques Clés Affectant les Résultats

Le modèle d'apprentissage automatique a identifié les facteurs les plus importants affectant les résultats. Parmi les principaux facteurs, on peut citer :

  • Le moment où certains dispositifs médicaux ont été insérés
  • Les valeurs les plus basses de compte sanguin enregistrées pendant la chirurgie
  • Les niveaux de fonction cardiaque avant la chirurgie
  • Les niveaux de plaquettes sanguines juste avant la chirurgie
  • L'âge du patient

Ces variables aident à façonner les prédictions du modèle, permettant aux équipes de santé de se concentrer sur les aspects les plus importants pour les soins aux patients.

Importance d'un Grand Ensemble de Données

Bien que les données utilisées dans ce modèle proviennent d'un seul hôpital, elles couvrent un grand nombre de patients sur plusieurs années. De futures améliorations peuvent venir de la combinaison de ces données avec des informations supplémentaires provenant de plusieurs hôpitaux. Cet ensemble de données plus large peut aider à affiner encore davantage le modèle.

L'Avenir des Soins aux Patients

En utilisant l'apprentissage automatique et les données de manière plus efficace, les hôpitaux peuvent améliorer leur capacité à répondre aux complications après une chirurgie cardiaque. Le modèle est conçu pour s'adapter et s'améliorer au fil du temps, ce qui conduira finalement à de meilleurs résultats pour les patients.

À l'avenir, collecter des données en temps réel pendant la chirurgie ou en USI pourrait permettre un retour d'information immédiat qui aiderait les équipes de santé à agir plus rapidement en cas d'urgence. Cela pourrait entraîner une diminution significative des échecs au sauvetage des patients qui rencontrent des complications après la chirurgie.

Conclusion

En résumé, le suivi des complications après une chirurgie cardiaque est crucial pour sauver des vies. En utilisant des méthodes avancées comme l'apprentissage automatique, les hôpitaux peuvent mieux prédire quels patients sont à risque de problèmes graves après leur chirurgie. Comprendre quels facteurs sont les plus importants peut mener à une amélioration des soins et à de meilleurs taux de survie. Les efforts continus pour affiner ces modèles et incorporer plus de données favoriseront des avancées dans la sécurité des patients et l'efficacité des traitements.

Source originale

Titre: Predicting Adverse Events in the Cardiothoracic Surgery Intensive Care Unit Using Machine Learning: Results and Challenges

Résumé: It is highly important to anticipate impending problems in patients in the cardiothoracic intensive care unit (CTICU) and be proactive with respect to prediction of adverse events, enabling interventions to prevent them. In order to develop models that predict the occurrence of adverse events after cardiac surgery, a dataset of 9,237 patients was constructed of a single centers Society of Thoracic Surgeons (STS) internal database. 1,383 of those patients had developed at least one of seven defined adverse events for this analysis. For the control set, we randomly picked 1,383 patients from the group who did not develop any adverse event. The ensemble learning algorithm, random forest, was applied and outperformed the best reported logistic regression models for similar task (c-statistic of [~]0.81), by achieving an AUC of 0.86 with a 95% CI of [0.81-0.90], specificity of 0.72, sensitivity of 0.82, PPV of 0.78 and NPV of 0.77. In the future, we plan to run a similar evaluation process on a multicenter dataset, and then use this static prediction model as a context for using time-evolving data to develop algorithms for real-time feedback to care teams. In acute care settings, such as the operating room and intensive care unit, the ability to anticipate potentially fatal complications will be enhanced by using supervised machine learning algorithms.

Auteurs: Saeed Amal, R. Kramer, D. Sawyer, J. B. Rabb, A. S. Maurais, C. S. Ross, A. Iribarne, R. L. Winslow

Dernière mise à jour: 2023-02-19 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2022.12.16.22283463

Source PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2022.12.16.22283463.full.pdf

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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