机器学习方法的评估,用于预测心脏手术患者的华法林释放剂量:回顾性算法开发和验证研究
Lindsay Dryden1, Jacquelin Song1, Teresa J Valenzano1
1Unity Health Toronto, Toronto, ON, Canada.
JMIR cardio
|December 6, 2023
概括
机器学习算法可以预测心脏手术患者的华法林剂量,改善抗凝血. 这些模型提高了实现治疗性国际规范化比率 (INR) 水平的准确性.
科学领域:
- 心血管外科心血管外科
- 药理学 药理学是指药理学的学科.
- 机器学习 机器学习
背景情况:
- 心脏手术患者表现出增加的华法林敏感性,增加不良事件的风险.
- 准确的华法林剂量对于心脏手术后有效的抗凝血非常重要.
- 需要预测算法来优化对这种人群的华法林管理.
研究的目的:
- 开发和验证用于预测最佳华法林剂量的机器学习算法.
- 为实现心脏手术患者在出院时的治疗国际规范化比率 (INR).
- 为了比较不同的机器学习模型对华法林剂量预测准确度.
主要方法:
- 利用了来自1031次心脏手术遭遇的数据,启动了华法林.
- 比较了受惩罚的线性回归,k-最近的邻居,随机森林,梯度增强,MARS和一个整体模型.
- 为2.0-3.0和2.5-3.5的目标INR开发了单独的模型,使用交叉验证和评估平均绝对误差 (MAE).
主要成果:
- 随机森林回归对目标INR2.0-3.0的最佳预测剂量 (MAE1.13 mg,39.5%在目标的20%内).
- 一个组合模型在目标INR 2.5-3.5 (MAE 1.11 mg,43.6%在目标的20%内) 中表现出色.
- 算法的实施使治疗性INR释放率从47.5%增加到61.1%.
结论:
- 机器学习模型使用常规临床数据有效预测华法林剂量.
- 这些算法可以指导心脏手术患者的初始华法林剂量.
- 通过预测建模,可以实现优化抗凝管理.


