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机器学习算法在预测钝性胸外伤患者延长机械通气中的表现

 

Authors Chen Y, Lu X, Zhang Y, Bao Y , Li Y, Zhang B 

Received 13 June 2024

Accepted for publication 17 September 2024

Published 20 September 2024 Volume 2024:20 Pages 653—664

DOI https://doi.org/10.2147/TCRM.S482662

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Editor who approved publication: Professor Garry Walsh

目的 机械通气(Mechanical ventilation,MV)是在重症监护病房(Intensive Care Unit,ICU)收治的钝性胸部创伤(Blunt Chest Trauma,BCT)患者最常见的治疗方法之一。我们的研究旨在研究机器学习算法在预测BCT患者机械通气(prolonged duration of mechanical ventilation,PDMV)持续时间延长方面的性能。

方法 这是一项单中心观察性研究,选择经鼻或口气管插管MV治疗的BCT患者。PDMV定义为气管插管后机械通气时间≥7天(正常vs延长;二分结果)。采用K-means无监督学习方法对原始队列的数据进行聚类分析。采用多种机器学习算法来预测DMV的类别。通过特征重要性分析确定最显著的预测因子。最后,建立了一种基于卡方自动交互检测(CHAID)算法的决策树,以研究临床决策中预测器的截止点。

结果 本研究共纳入426例患者,共纳入35个特征。K-means聚类将队列分为两个聚类(高风险组和低风险组)。DMV分类算法的曲线下面积(AUC)范围为0.753~0.923。特征重要性分析结果表明,肺挫伤体积(VPC)是预测DMV的最重要特征。基于CHAID的决策树的预测准确率达到86.4%。

结论 机器学习算法可以预测BCT患者是否会发生PDMV。因此,有限的医疗资源可以更适当地分配给有PDMV风险高的BCT患者。

关键词:机械通气,钝性胸部外伤,机器学习,肺挫伤