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应用机器学习技术建立ARDS患者病情恶化的预测算法模型研究

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应用机器学习技术建立ARDS患者病情恶化的预测算法模型研究

作者：魏光耀青岛大学

学位级别：硕士

背景ARDS在ICU中发病率和死亡率仍较高,其死亡率与氧合指数分层的严重程度相关。如何及时、准确的预测危重症ARDS患者,使其早期接受恰当的治疗及护理,有望改善该部分患者预后。目的1.探讨应用机器学习技术建立早期(提前4小时/8小时/12小... 详细信息

背景ARDS在ICU中发病率和死亡率仍较高,其死亡率与氧合指数分层的严重程度相关。如何及时、准确的预测危重症ARDS患者,使其早期接受恰当的治疗及护理,有望改善该部分患者预后。目的1.探讨应用机器学习技术建立早期(提前4小时/8小时/12小时)识别ARDS病情恶化人工智能算法模型,并对模型性能进行验证。2.应用机器学习技术,分析ARDS患者住院期间与病情恶化相关的危险因素。方法(1)利用前期工作基于人工智能诊断模型自MIMICⅢ数据库中筛选出的1278例ARDS患者病历资料,结合既往关于ARDS患者预后影响因素相关研究及临床医师的临床经验,应用Postgre SQL 14软件自MIMICⅢ数据库提取研究所需临床变量资料。(2)根据预测时间间隔的不同,将数据分为提前4小时组、提前8小时组及提前12小时组。以患者住院期间氧合指数是否由150≤P/F≤300 mm Hg进展至小于150mm Hg为标准,筛选出ARDS患者病情恶化时间点,并确定所需时间窗范围,应用STATA 17软件提取所需时间窗内病例的一般资料、实验室指标、呼吸机参数、评分表得分,以及连续性生理指标并计算其趋势变量。基于RStudio系统,对所得数据采用单因素Logistic回归分析对比恶化组与对照组之间变量的差异性。(3)应用Lasso交叉验证法筛选对ARDS病情恶化预警有意义的变量,纳入模型构建中。(4)分别将组内所有数据随机分为80%训练集和20%测试集,应用XGBoost算法、随机森林算法和支持向量机算法构建模型,在训练集应用十折交叉验证法或穷举法筛选算法模型最优超参数的组合。(5)将训练集数据用于参数调优后算法模型的训练,测试集数据用于测试算法模型的预测性能。应用精确率、敏感度、准确率、特异度及ROC曲线下面积评估算法模型的预测性能。(6)对训练好的XGBoost模型进行shap分析,依据各变量shap值的均值进行变量重要性排序。结果1.提前4小时组纳入样本数:恶化组1189例,对照组904例;提前8小时组纳入样本数:恶化组1164例,对照组893例;提前12小时组纳入样本数:恶化组1136例,对照组888例。研究共纳入42项指标,单因素分析结果显示,恶化组与对照组的性别及慢性肾病、冠心病等合并症指标差异无统计学意义(P>0.05),SOFA评分、SAPSⅡ评分、呼吸机平台压最新值和肌酐最新值、乳酸最新值、肌酐最新值、酸碱度最新值等部分化验指标及体温、指脉氧饱和度、呼吸频率、平均动脉压、心率的最新值与前6小时内的均值均有显著差异(P病情恶化预测模型是可行的。应用XGBoost算法建立的模型可持续有效预测ARDS患者病情恶化的发生。2.在持续预测ARDS患者病情时,与ARDS患者病情恶化相关的危险因素主要有:乳酸最新值、平台压最新值、6小时内平均动脉压均值、6小时内指脉氧饱和度均值、6小时内心率均值及变异度。

关键词： ARDS 病情恶化机器学习预测算法模型

基于logistic回归和决策树法预测颅脑肿瘤患者术后病情恶化风险

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护理学杂志 2022年第7期37卷 15-19页

作者：张燕彭伶丽张磊周芳意罗贞湖南省人民医院(湖南师范大学附属第一医院)神经外科湖南长沙410005 中南大学湘雅医院护理教研室中南大学湘雅医院重症医学科中南大学湘雅医院急诊科中南大学湘雅护理学院

目的探讨logistic回归模型与决策树模型预测颅脑肿瘤患者术后病情恶化风险的应用价值,为早期识别和干预高危患者提供参考。方法选取颅脑肿瘤行开颅手术患者539例,按是否发生病情恶化分为病例组(n=241)和对照组(n=298),分别建立logisti... 详细信息

目的探讨logistic回归模型与决策树模型预测颅脑肿瘤患者术后病情恶化风险的应用价值,为早期识别和干预高危患者提供参考。方法选取颅脑肿瘤行开颅手术患者539例,按是否发生病情恶化分为病例组(n=241)和对照组(n=298),分别建立logistic回归模型和决策树模型,分析比较两种模型的差异。结果 logistic回归结果显示,ASA分级、手术时间、脉搏血氧饱和度、格拉斯哥评分、中线结构是影响颅脑肿瘤术后病情恶化的主要因素;决策树模型分析结果显示,格拉斯哥评分和ASA分级是颅脑肿瘤术后病情恶化的影响因素。logistic回归模型的ROC曲线下面积显著大于决策树模型,分别为0.881、0.848。结论将两种模型结合可以从不同层面发现颅脑肿患者术后病情恶化的影响因素,为临床医护人员评估患者病情和及时采取针对性的干预措施提供指导。

关键词：颅脑肿瘤手术 logistic回归决策树病情恶化风险因素病情观察护理干预

高血压脑出血患者术后病情恶化早期预警评分表的构建及评价实施

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高血压脑出血患者术后病情恶化早期预警评分表的构建及评价实施

作者：任雪丽山西医科大学

学位级别：硕士

目的:本研究旨在构建适合神经外科护士使用的高血压脑出血(Hypertensive Intracer ebral Hemorrhage,HICH)患者术后病情恶化早期预警评估工具,为低年资护士对HICH术后患者进行病情恶化风险分层并实施科学有效的病情观察提供客观的依据,... 详细信息

目的:本研究旨在构建适合神经外科护士使用的高血压脑出血(Hypertensive Intracer ebral Hemorrhage,HICH)患者术后病情恶化早期预警评估工具,为低年资护士对HICH术后患者进行病情恶化风险分层并实施科学有效的病情观察提供客观的依据,为研制HICH患者术后病情恶化动态预警方案奠定研究基础。方法:本研究共分为三个部分,第一部分首先采用病例对照分析法形成HICH患者术后病情恶化早期预警评分表初稿,之后借助专家会议法对初稿进行修订;第二部分评价HICH患者术后病情恶化早期预警评分表的临床实用性和测量结果的可靠性;第三部分检验HICH患者术后病情恶化早期预警评分表的预测效果。具体方法如下:1.对山西省某三甲综合医院神经外科2016年1月1日～2021年3月31日接受开颅血肿清除手术治疗的306例HICH患者的病例资料进行回顾性分析,确定术后病情恶化的相关危险因素。2.采用专家会议法,选择山西省神经外科临床医疗或护理领域的专家对初稿中的指标进行分级、赋分,结合病例对照研究结果和专家讨论意见最终形成HICH患者术后病情恶化早期预警评分表。3.采用便利抽样法选取2021年6月1日～2021年8月31日山西省某三甲综合医院神经外科收治的102例HICH患者进行病情评估,评价HICH患者术后病情恶化早期预警评分表的信度和效度。4.采用便利抽样法选取2021年9月1日～2022年1月31日入住山西省某三甲综合医院神经外科的83例HICH患者作为研究对象,绘制受试者工作特征(ROC)曲线,比较HICH患者术后病情恶化早期预警评分表和改良早期预警评分表对患者术后发生病情恶化结局的预测效果。结果:1.本研究通过病例对照分析初步确定了呼吸频率、心率、体温、收缩压、颅内压、血氧饱和度、瞳孔对光反射和相关症状8项预警指标;邀请了山西省两所三甲综合医院9名专家参加会议,专家的权威程度为0.945,专家会议对呼吸频率、心率、体温、收缩压、颅内压5项指标的参考区间和相应赋分进行调整,增加了G CS评分指标,最终构建的HICH患者术后病情恶化早期预警评分表包含9项条目,除体温、颅内压、血氧饱和度、瞳孔对光反射四项指标赋0～2分,其余指标均赋0～3分,总分为0～23分。采用四分位法对预警评分表的风险程度进行分级:0～3分为低风险,4～8分为中风险,9～11分为高风险,≥12分为极高风险。2.信效度检验结果显示HICH患者术后病情恶化早期预警评分表的Cronbach’sα系数为0.723,各指标的Cronbach’sα系数均在0.5以上,评定者间信度为0.936;量表的内容效度指数(S-CVI)为0.986,各条目的内容效度指数(I-CVI)为0.875～1.000,探索性因子分析共提取出3个特征值>1的公因子,累计方差贡献率为65.586%,各条目在其所属公因子的载荷值均大于0.4。均在可接受范围内,信效度良好。***预测患者术后发生病情恶化的ROC曲线下面积为0.722,最佳截断值为4.5分,灵敏度为56.3%,特异度为83.6%,约登指数为0.399,阳性预测值为0.45,阴性预测值为0.88。HICH患者术后病情恶化早期预警评分表的ROC曲线下面积为0.848,最佳截断值为4.5分,灵敏度为81.3%,特异度为77.6%,约登指数为0.589,阳性预测值为0.46,阴性预测值0.95。结论:本研究在MEWS评分的基础上,采用回顾性病例研究法和专家会议法研制了包含9项指标的HICH患者术后病情恶化早期预警评分表。该表有较好的信度和效度,条目简洁明了,易于理解,评估快速便捷,可操作性较强。相较于MEWS,H ICH患者术后病情恶化早期预警评分表预测术后病情恶化的灵敏度和特异度更高,有助于神经外科护理人员准确识别患者病情恶化信号,及时向医生沟通患者病情,提前组织抢救,从而提高救治成功率,减少严重不良事件的发生。

关键词：高血压脑出血病情恶化早期预警风险评估护理

维生素D不足相关甲状旁腺激素增高与慢性阻塞性肺疾病病情恶化的关系

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广东医学 2022年第5期43卷 540-544页

作者：陆溦潘慧斌姚伟湖州市第一人民医院呼吸内科浙江湖州313000

目的分析维生素D不足相关甲状旁腺激素(parathyroid hormone,PTH)增高与慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)患者病情恶化的关系。方法前瞻性选取COPD患者264例,进行为期12个月的随访,采用有序logistic回归... 详细信息

目的分析维生素D不足相关甲状旁腺激素(parathyroid hormone,PTH)增高与慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)患者病情恶化的关系。方法前瞻性选取COPD患者264例,进行为期12个月的随访,采用有序logistic回归确定维生素D不足相关PTH增高是否为COPD急性加重的危险因素,用受试者工作特征(ROC)曲线确定其预测COPD中重度急性加重的最佳临界值。结果入选患者中存在维生素D不足者有242例(91.67%);logistic回归控制其他变量后,全段PTH水平增高是COPD急性加重的独立影响因素(P病情恶化的风险更高。

关键词：慢性阻塞性肺疾病维生素D 甲状旁腺激素病情恶化

大动脉粥样硬化性脑梗死发病特点及病情恶化的影响因素

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脑与神经疾病杂志 2022年第5期30卷 307-313页

作者：李桃艳李力刘雅张婵赵清淡甜穆珺空军军医大学第一附属医院神经内科陕西713300

目的探讨大动脉粥样硬化性(LAA)脑梗死发病特点与病情恶化的相关影响因素及相关实验室指标的预测价值。方法选取2017年2月至2019年1月收治空军军医大学第一附属医院的359例LAA脑梗死患者,统计患者临床特征、病灶分布、入院时神经缺损情... 详细信息

目的探讨大动脉粥样硬化性(LAA)脑梗死发病特点与病情恶化的相关影响因素及相关实验室指标的预测价值。方法选取2017年2月至2019年1月收治空军军医大学第一附属医院的359例LAA脑梗死患者,统计患者临床特征、病灶分布、入院时神经缺损情况、预后情况,根据欧洲进展性卒中标准分为进展组102例和非进展组257例,比较两组性别、年龄、既往史、吸烟史、饮酒史、入院时收缩压(SBP)、舒张压(DBP)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、总胆固醇(TC)、空腹血糖(FPG)、糖化血红蛋白(HbA1c)、高敏C反应蛋白(hs-CRP)、纤维蛋白原(FIB)、D-二聚体(D-D)、脑利钠肽(BNP)、淀粉样蛋白A(SAA)、梗死灶的最大直径,采用Logistic回归方程分析进展性LAA脑梗死发生的相关影响因素,采用Pearson线性相关性分析FIB、D-D、SAA与美国国立卫生研究院卒中量表(NIHSS)、Rankin修订量表(mRS)评分关联性,采用受试者工作特征曲线(ROC)及ROC下面积(AUC)分析FIB、D-D、SAA预测LAA进展性脑梗死的效能。结果359例LAA脑梗死患者,102例(28.41%)为进展性LAA脑梗死,257例(71.59%)为非进展性LAA脑梗死,临床特征以单侧肢体无力、单侧肢体麻木最为常见,病灶主要分布于皮质、基底核区,入院时神经缺损以中度为主,大多患者预后优良。Logistic回归方程分析,将梗死面积、位置控制后,糖尿病、入院时SBP、FIB、D-D、SAA、梗死灶的最大直径仍与进展性LAA脑梗死相关(P<0.05)。Pearson线性相关性分析,FIB、D-D、SAA均与进展性LAA脑梗死患者NIHSS评分、mRS评分呈正相关(P<0.05)。FIB、D-D、SAA联合预测进展性脑梗死的AUC最大,为0.880,敏感度、特异度分别为74.51%、90.60%。结论LAA脑梗死进展性发生率略偏低,糖尿病、入院时SBP、FIB、D-D、SAA、梗死灶的最大直径是进展性LAA脑梗死发生的重要因素,早期联合检测上述实验室指标水平,有助于指导临床预测进展性LAA脑梗死发生,实施对症处理。

关键词：大动脉粥样硬化性脑梗死发病特点病情恶化影响因素

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煤工尘肺患者生活习惯与病情恶化的相关性

山西大同大学学报（自然科学版） 2022年第1期38卷 89-92页

作者：高升山西大同大学体育学院山西大同037009 山西大同大学体育与健康研究所山西大同037009

目的探讨影响煤工尘肺患者病情恶化的生活习惯因素,提出针对性的健康生活习惯建议。方法用自制的问卷对怀仁市芦子沟煤矿和大同市姜家湾煤矿的105例一期男性煤工尘肺患者的生活习惯和病情恶化(病情由Ⅰ期转为为Ⅱ期或以上)情况进行调查... 详细信息

目的探讨影响煤工尘肺患者病情恶化的生活习惯因素,提出针对性的健康生活习惯建议。方法用自制的问卷对怀仁市芦子沟煤矿和大同市姜家湾煤矿的105例一期男性煤工尘肺患者的生活习惯和病情恶化(病情由Ⅰ期转为为Ⅱ期或以上)情况进行调查,并探讨其生活习惯中与病情恶化相关的因素。结果在煤工尘肺患者的生活习惯中,体育锻炼习惯和其他谋生技能是影响预防其病情恶化的主要因素,差异具有统计学意义。结论应该提倡煤工尘肺患者适度的体育运动,鼓励其在工作之余,发展其他谋生技能,弱化自身对煤矿工作的过度依赖,从而降低病情恶化的概率,提高患者的生活质量。

关键词：煤工尘肺矽肺病情恶化生活习惯体育锻炼

急诊患者院内转运期间病情恶化的危险因素分析

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中国医药 2023年第2期18卷 265-269页

作者：祁琪张文玲李玉芳新疆医科大学第一附属医院急救创伤中心乌鲁木齐830054 新疆医科大学第一附属医院肾脏疾病中心血液透析一科乌鲁木齐830054

目的探究急诊患者院内转运期间病情恶化的危险因素。方法回顾性选取2018年1月至2019年12月新疆医科大学第一附属医院急诊科收治的328例患者作为研究对象。所有患者在急诊科完成初步处理后转至专科接受进一步检查或治疗。统计患者院内转... 详细信息

目的探究急诊患者院内转运期间病情恶化的危险因素。方法回顾性选取2018年1月至2019年12月新疆医科大学第一附属医院急诊科收治的328例患者作为研究对象。所有患者在急诊科完成初步处理后转至专科接受进一步检查或治疗。统计患者院内转运期间意外事件和病情恶化发生情况,以患者有无病情恶化将其分为恶化组和未恶化组,比较2组患者临床资料。采用多因素Logistic回归模型分析急诊患者院内转运期间病情恶化的危险因素。结果328例患者中49例发生意外事件,发生率为14.9%。院内转运期间病情恶化78例(恶化组)、250例未发生病情恶化(未恶化组)。恶化组患者意外事件发生率明显高于未恶化组[35.9%(28/78)比8.4%(21/250)],差异有统计学意义(P60岁比例、疾病类型、机械通气及转入重症监护病房(ICU)患者比例比较差异均有统计学意义(均P60岁(比值比=2.804,95%置信区间:2.222~7.453)、呼吸系统疾病(比值比=1.904,95%置信区间:1.540~6.282)、机械通气(比值比=3.395,95%置信区间:1.895~12.024)、转入ICU(比值比=11.262,95%置信区间:4.336~24.157)、意外事件发生(比值比=8.491,95%置信区间:3.097~19.185)均为急诊患者院内转运期间病情恶化的独立危险因素(均P60岁、呼吸系统疾病、机械通气、转入ICU及意外事件发生为急诊患者院内转运期间病情恶化的独立危险因素。

关键词：急诊院内转运病情恶化危险因素

优质护理对Ⅳ型心肾综合征非透析患者住院时间、生活质量及病情恶化情况的影响

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中国医药指南 2022年第19期20卷 177-179页

作者：付丽燕辽阳市中心医院辽宁辽阳111000

目的分析将优质护理干预应用在Ⅳ型心肾综合征(CRS)非透析患者当中,对患者住院时间、生活质量、病情恶化情况的影响。方法选择2019年2月至2020年1月到我院进行治疗的144例Ⅳ型CRS非透析患者,按照入院挂号尾数的奇偶数随机分为两组,奇数... 详细信息

目的分析将优质护理干预应用在Ⅳ型心肾综合征(CRS)非透析患者当中,对患者住院时间、生活质量、病情恶化情况的影响。方法选择2019年2月至2020年1月到我院进行治疗的144例Ⅳ型CRS非透析患者,按照入院挂号尾数的奇偶数随机分为两组,奇数为观察组(72例),偶数为对照组(72例)。两组患者分别应用优质护理和常规护理,比较两组住院时间、生活质量和病情恶化状况的差异。结果观察组的平均住院时间为(11.25±1.38)d,明显比对照组的(15.96±1.08)d更短,差异明显(P恶化发生率、心功能恶化发生率、再住院率和病死率都明显比对照组更低,差异明显(P病情恶化程度,是一种有效的护理方法。

关键词：优质护理 Ⅳ型心肾综合征住院时间生活质量病情恶化

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老年“轻型”颅脑损伤病情恶化临床分析

中国神经精神疾病杂志 2003年第3期29卷 199-201页

作者：费力季耀东潘小颖复旦大学上海医学院附属金山医院神经外科上海200540

目的　总结老年“轻型”颅脑损伤病情恶化的临床特点。方法　回顾性分析我科 1991年 7月至 2 0 0 2年 1月间收治的最终出现昏迷或接受手术治疗的 5 0例老年“轻型”颅脑损伤病例的临床资料。结果　① 5 0例患者中 ,47例病情恶化原因为... 详细信息

目的　总结老年“轻型”颅脑损伤病情恶化的临床特点。方法　回顾性分析我科 1991年 7月至 2 0 0 2年 1月间收治的最终出现昏迷或接受手术治疗的 5 0例老年“轻型”颅脑损伤病例的临床资料。结果　① 5 0例患者中 ,47例病情恶化原因为颅内创伤性病变形成 ,其中脑内血肿和硬膜下血肿形成共 43例 ,4例为硬膜外血肿形成 ;② 47例颅内原因病情恶化中 ,43例病情恶化发生在伤后2 4h内 ,10例发生在伤后 3h内 ;③ 5 0例患者中 ,2 2例预后良好 ,14例死亡 ,14例自动出院。④结论　老年“轻型”颅脑损伤病情恶化有着相对独特的临床特点 ,积极及时的手术治疗是争取良好预后的关键。

关键词：颅脑损伤病情恶化临床分析临床特点脑出血