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# Scienze della salute# Medicina cardiovascolare

Migliorare i Risultati della Chirurgia Cardiaca Grazie ai Dati

Usare l'apprendimento automatico per prevedere complicazioni dopo un intervento cardiaco.

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Chirurgia del cuore:Chirurgia del cuore:Soluzioni basate sui datidei pazienti dopo l'intervento.Il machine learning migliora la cura
Indice

Quando un paziente si sottopone a un intervento cardiaco, a volte possono sorgere problemi dopo che richiedono un intervento rapido. Il posto migliore per i pazienti in questa situazione è l'unità di terapia intensiva (UTI), dove hanno maggiori possibilità di sopravvivere. Le ricerche mostrano che gli ospedali possono avere tassi di mortalità dei pazienti dopo un intervento cardiaco molto diversi, il che può dipendere da quanto bene gestiscono le Complicazioni. Un'idea importante in questo campo è chiamata "failure to rescue", che significa non essere in grado di prevenire la morte di un paziente dopo che si verifica un problema.

Complicazioni e il loro impatto

Ci sono molte complicazioni che possono verificarsi dopo un intervento cardiaco. Alcune di queste includono:

  • Insufficienza multiorgano
  • Coma
  • Arresto cardiaco
  • Insufficienza renale che richiede dialisi
  • Sepsi
  • Problemi con il diradamento del sangue
  • Problemi nel tratto gastrointestinale
  • Ritorno in UTI
  • Necessità di una macchina per respirare per lungo tempo
  • Dover tornare in sala operatoria a causa di emorragie
  • Polmonite
  • Ictus
  • Accumulo di liquidi attorno al cuore
  • Coaguli di sangue nei polmoni
  • Ferite profonde che si infettano
  • Blocco cardiaco
  • Problemi legati all'arteria principale del cuore

Capire quali complicazioni sono più probabili portare a problemi gravi aiuta gli ospedali a migliorare le loro cure e prevenire morti.

Monitorare il failure to rescue

Un ospedale tiene traccia delle sue performance nella gestione del failure to rescue utilizzando un grafico speciale che mostra quanti pazienti hanno avuto complicazioni negli ultimi cinque anni. Questo aiuta il team medico a vedere dei modelli e a migliorare la loro risposta alle emergenze dopo un intervento cardiaco.

Ricerca sulle complicazioni

Alcune ricerche si sono concentrate sull’identificazione dei pazienti che potrebbero avere complicazioni dopo un intervento cardiaco. Uno studio ha esaminato eventi specifici, inclusi reinterventi, insufficienza renale, infezioni, ventilazione a lungo termine, ictus e decessi entro 30 giorni dall'operazione. Raccolti dati da un ampio gruppo di pazienti, i ricercatori possono iniziare a capire chi potrebbe essere a maggior rischio.

Valutazione dei modelli e dei loro limiti

In passato, i ricercatori hanno sviluppato strumenti per prevedere i rischi dopo un intervento. Tuttavia, molti di questi modelli hanno alcune carenze:

  • Spesso non spiegano chiaramente come sono stati creati le stime dei rischi.
  • La loro efficacia nella previsione dei risultati reali non viene condivisa completamente.
  • Le performance sono generalmente misurate in modo limitato, spesso solo con una singola statistica.
  • Non spiegano quanto ciascun fattore contribuisce al rischio complessivo.

Questi limiti impediscono una comprensione completa di quanto bene i modelli possano funzionare nella pratica.

Migliorare le previsioni con il machine learning

Per affrontare questi problemi, alcuni ricercatori hanno utilizzato il machine learning. Questo è un metodo che consente ai computer di apprendere dai dati e fare previsioni. Utilizzando un dataset di un ospedale che includeva migliaia di pazienti nel corso degli anni, i ricercatori hanno costruito un modello in grado di identificare i pazienti probabilmente soggetti a complicazioni.

Il nuovo modello ha avuto prestazioni migliori rispetto ai precedenti, raggiungendo un tasso di successo nelle previsioni più alto. Utilizza varie caratteristiche dei pazienti per fare le sue previsioni, il che significa che considera più fattori contemporaneamente, portando a migliori risultati per i pazienti.

Caratteristiche chiave che influenzano i risultati

Il modello di machine learning ha identificato i fattori più importanti che influenzano i risultati. Alcuni dei principali fattori includevano:

  • Tempistiche dell'inserimento di alcuni dispositivi medici
  • I valori di emoglobina più bassi registrati durante l'intervento
  • Livelli di funzione cardiaca prima dell’intervento
  • Livelli di piastrine giusto prima dell'intervento
  • Età del paziente

Queste variabili aiutano a plasmare le previsioni del modello, consentendo ai team sanitari di concentrarsi sugli aspetti più importanti per le cure ai pazienti.

Importanza di un grande dataset

Sebbene i dati utilizzati in questo modello provengano da un singolo ospedale, coprono un gran numero di pazienti nel corso degli anni. Miglioramenti futuri possono derivare dalla combinazione di questi dati con ulteriori informazioni provenienti da più ospedali. Questo dataset più ampio può aiutare a perfezionare ulteriormente il modello.

Il futuro delle cure ai pazienti

Utilizzando machine learning e gestendo i dati in modo più efficace, gli ospedali possono migliorare la loro capacità di rispondere alle complicazioni dopo un intervento cardiaco. Il modello è progettato per adattarsi e migliorare nel tempo, il che porterà a risultati migliori per i pazienti.

In futuro, raccogliere dati in tempo reale durante l'intervento o in UTI potrebbe consentire un feedback immediato che può aiutare i team sanitari ad agire più rapidamente nelle emergenze. Questo potrebbe portare a una significativa diminuzione dei failure to rescue dei pazienti che sperimentano complicazioni dopo l'intervento.

Conclusione

In sintesi, monitorare le complicazioni dopo un intervento cardiaco è cruciale per salvare vite. Utilizzando metodi avanzati come il machine learning, gli ospedali possono prevedere meglio quali pazienti sono a rischio di gravi problemi dopo l'operazione. Comprendere quali fattori siano più importanti può portare a cure migliori e a tassi di sopravvivenza più elevati. Continui sforzi per perfezionare questi modelli e incorporare più dati porteranno a progressi nella sicurezza e nell'efficacia del trattamento dei pazienti.

Fonte originale

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

Estratto: 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.

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

Ultimo aggiornamento: 2023-02-19 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2022.12.16.22283463

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

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

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia medrxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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