COVID-19の死亡率予測:新たな洞察
研究によると、リスクファクターに基づいてCOVID-19患者の死亡率を予測するモデルがあるらしい。
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重症急性呼吸症候群コロナウイルス2(SARS-CoV-2)は、世界中で大きな健康問題と経済問題を引き起こしてるんだ。新しいウイルスの変異株が次々現れていて、影響を受ける人の数も高いまま。病気は症状が全く出ない場合から重篤な状態、さらには死亡に至る場合まで様々で、これが医者が誰が重症化するかを予測するのを難しくしているんだ。特に多くの患者が同時に治療を必要とする時はね。
リスク要因の重要性
主要なリスク要因を特定することがめっちゃ重要。誰がリスクが高いかを知ってれば、医療従事者が賢く治療計画を立てたり、リソースをうまく使えたりするんだ。以前の研究では、年齢、既存の健康状態、特定の血液検査や肺のスキャンが、ウイルスによる死亡リスクを示すことがあるってわかってる。
一般的に、高齢者や心臓病、糖尿病、肺の病気などの既存の健康問題を持ってる人は、重い症状や高い死亡率を経験しやすいんだ。血液検査でDダイマーや炎症マーカーの値が高いと、リスクが高いことを示唆するんだよ。
CTスキャンの役割
肺のCTスキャンは、ウイルスが患者にどれだけ影響を与えているかを明らかにできるし、その結果を予測する助けにもなるかもしれない。特別なソフトウェアを使って、これらの画像を分析して重要なデータ(ラジオミクス)を集めるんだ。最近の研究では、ラジオミクスと高度なコンピュータ手法を使って、COVID-19による肺の問題をより良く特定して、患者の結果を予測することができたんだ。
この研究は、COVID-19患者の死亡リスクを、その背景情報、血液検査、既存の健康問題、肺のスキャンに基づいて予測するモデルを作成してテストすることを目指したんだ。
研究デザイン
この研究では、2020年の3月から12月の間に、発熱、喉の痛み、咳、呼吸困難などの症状で入院した患者の記録を見たんだ。研究は倫理委員会の承認を得て、個人情報を削除することで患者のプライバシーを守ったよ。含まれるためには、COVID-19の陽性テストと少なくとも1回のCTスキャンが必要だった。記録が不完全だったり画像の質が悪かったりする患者は除外された。最終的に694人の患者が分析されて、ほとんどが男性だったんだ。
生存率の測定
全体の生存(OS)は、最初の入院から死亡または最後のフォローアップ日までの時間を測定することで求めた。生存した人については、2020年の終わりまでデータが記録された。
CT画像プロセス
患者は造影剤なしでCTスキャンを受けたんだ。画像機器と特定の設定を使ってスキャンの一貫性を確保したんだよ。2人の経験豊富な放射線科医が画像をレビューし、特定の基準に基づいて分類した。典型的な結果と非典型的な結果を特定したんだ。
画像の分析
肺の画像を分析するために、3Dスライシングという方法が使われた。これによって、研究者たちはウイルスの影響を受けた肺の部分の強度のパターンなど、画像から特徴を抜き出すことができたんだ。さまざまなテクスチャ特徴が特定され、分析のために分類されたんだ。
重要な特徴の選択
研究では、患者の生存を予測するモデルを構築するためにLASSO Cox回帰法が使われた。そのモデルには、さまざまなデモグラフィックデータ、検査結果、既存の健康問題、画像の特徴が含まれてた。最も関連のある要素だけが選択プロセスを通過したんだ。
モデルの性能チェック
データセットは分割されて、80%がトレーニンググループ、20%がテストグループに配置された。モデルの性能は、特別な統計手法を使って生存予測の精度をチェックすることで評価された。これには、モデルの予測が実際に患者に起こったこととどれだけ一致しているかを比較することが含まれてた。
研究の結果
分析には694人の患者が含まれていて、平均年齢は64歳だった。結果として、高齢患者や健康問題を持つ患者は死亡の可能性が高いことが示されたんだ。特定の血液マーカー(DダイマーやLDHなど)は、生存しなかった患者で有意に高かった。
CTスキャンの評価も、生存した患者としなかった患者の間で明確な違いを示した。死亡の予測因子には、年齢、Dダイマーのレベル、心血管疾患のような特定の既存健康状態の存在が含まれていたんだ。
予測モデルの結果
予測モデルはテストされて、死亡リスクのある患者を正確に特定する強力な能力を示した。予測精度の標準的な指標で高得点を達成して、その効果が確認されたよ。
患者は、スコアに基づいて高リスクと低リスクのカテゴリーに分けられ、このモデルがより即時かつ集中的な治療が必要な人を判断するのにどう使えるかを示したんだ。生存分析は、両グループの間に明確な違いがあって、高リスクと分類された人は低リスクの人に比べて生存時間が著しく短かったんだ。
臨床的影響
この研究は、COVID-19患者の治療と管理に重要な影響を持ってる。リスクが高い人を早期に特定できれば、医療提供者はリソースをより効率的に配分できて、最も必要な人が迅速な介入を受けられるようになるんだ。
モデルは、特に心血管の問題が結果に大きな影響を与えることを示した。DダイマーやLDHのレベルが高い患者は深刻なリスクを抱えてるって確認されたんだよ。
研究の限界
良い結果が出たけど、いくつかの限界もあった。モデルは他の病院のデータでテストして、信頼性を確保する必要があるんだ。研究はかなりのサンプルサイズを利用したけど、外部検証があればさらに適用性が強化されるんだ。
結論
要するに、この研究は、人口統計データ、検査結果、CTスキャンの特徴を使ってCOVID-19患者の死亡率を予測するモデルを開発したんだ。このモデルは高リスクの患者を特定するのに効率的で、より良い治療計画に役立つ可能性があるんだ。パンデミックの間に医療資源を管理するための早期リスク評価の重要性を強調して、影響を受けた人の死亡率を減少させることを目指してるんだ。
タイトル: Multivariable risk modelling and survival analysis with machine learning in SARS-CoV-2 infection
概要: AimWe evaluated the performance of a machine learning model based on demographic variables, blood tests, pre-existing comorbidities, and CT-based radiomic features to predict critical outcome in patients with acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2). MethodsWe retrospectively enrolled 694 SARS-CoV-2 positive patients. Clinical and demographic data were extracted from clinical records. Radiomic data were extracted from CT. Patients were randomized to the training (80%, n=556) or test (20%, n=138) dataset. The training set was used to define the association between severity of disease and comorbidities, laboratory tests, demographic and CT-based radiomic variables, and to implement a risk prediction model. Models were evaluated using the C statistic and Brier scores. The test set was used for external validation. ResultsPatients who died (n=157) were predominantly male (66%) over the age of 50 with (median [range] C-reactive protein (CRP)=5 [1, 37] mg/dL, lactate dehydrogenase (LDH)=494 [141, 3,631] U/I and D-dimer=6.006 [168, 152.015] ng/ml). Surviving patients (n=537) had (median [range]) CRP=3 [0, 27] mg/dL, LDH=484 [78, 3.745] U/I, and D-dimer=1.133 [96, 55.660]ng/ml. The strongest risk factors were D-dimer, age, and cardiovascular disease. The model implemented using the variables identified by the LASSO Cox regression analysis classified 152 of the 157 (97%) non-survivors as high risk individuals (Odd ratio=54.2 [21.9, 134.4]). Median survival in this group (14 [12, 19] days) was not different from that observed in non-survivors (12 [10, 14] days). ConclusionsA machine learning model based on combined data available on the first days of hospitalization (demographics, CT-radiomics, comorbidities, and blood biomarkers), can identify SARS-CoV-2 patients at risk of serious illness and death.
著者: Andrea Ciarmiello, F. Tutino, E. Giovannini, A. Milano, M. Barattini, N. Josifov, D. Calvi, M. Setti, M. Sivori, C. Sani, A. Bastrieri, R. Staffiere, T. Stefanini, S. Artioli, G. Giovacchini
最終更新: 2023-06-29 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.06.22.23291773
ソースPDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.06.22.23291773.full.pdf
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
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