PRZEWODNIK branżowy

Przewidywanie AI ostrego uszkodzenia nerek

Sztuczna inteligencja przewidywania ostrego uszkodzenia nerek (AKI) wykorzystuje uczenie maszynowe na danych z elektronicznej dokumentacji medycznej, aby oszacować, u których hospitalizowanych pacjentów prawdopodobnie rozwinie się AKI w ciągu następnego dnia lub dwóch.

Posłuchaj tego przewodnikaOpowiadane przez sztuczną inteligencję · ~3 min

Na tej stronie4 minuty czytania
  1. Przegląd
  2. Głębokie nurkowanie
  3. Implementacja w świecie rzeczywistym
  4. Przyszłość przewidywania ostrego uszkodzenia nerek przez sztuczną inteligencję
  5. Wdrażanie tego w praktykę
  6. Odkrywaj dalej
  7. Często zadawane pytania

Przegląd

Dane obejmują trendy kreatyniny, wydalanie moczu, leki, parametry życiowe i diagnozy. Ma to znaczenie, ponieważ AKI występuje powszechnie w szpitalach i często nie pojawia się aż do momentu wzrostu poziomu kreatyniny. Wczesne podjęcie działań, na przykład zaprzestanie stosowania leku uszkadzającego nerki lub skorygowanie poziomu płynów, może zapobiec uszkodzeniom. Jednak same alerty nie przyniosły wiarygodnej poprawy wyników.

Głębokie nurkowanie

Ostre uszkodzenie nerek to nagłe pogorszenie czynności nerek. Lekarze definiują to na podstawie kryteriów KDIGO: stężenie kreatyniny w surowicy wzrasta o co najmniej 0,3 mg/dl w ciągu 48 godzin lub wzrasta do 1,5-krotności wartości wyjściowej w ciągu siedmiu dni lub wydalanie moczu utrzymuje się poniżej 0,5 ml/kg na godzinę przez sześć godzin. Problem polega na tym, że kreatynina jest markerem opóźnionym. Zanim się podniesie, uraz może mieć dzień lub więcej. Modele prognostyczne próbują wyprzedzić to opóźnienie. Z wielu wcześniejszych przyjęć dowiadują się, jakie wzorce występowały przed AKI: małe dryfty kreatyniny, wzrost azotu mocznikowego we krwi, niskie ciśnienie krwi, posocznica, niedawna operacja, przewlekła choroba nerek i narażenie na leki mogące uszkodzić nerki, takie jak wankomycyna, aminoglikozydy, NLPZ lub kontrast dożylny. Najbardziej znane badanie pochodziło z DeepMind i Departamentu Spraw Weteranów Stanów Zjednoczonych i zostało opublikowane w czasopiśmie Nature w 2019 r. Nawracająca sieć neuronowa wytrenowana na zapisach VA przewidywała nieco ponad połowę epizodów AKI u pacjentów hospitalizowanych z wyprzedzeniem do 48 godzin. Na każdy prawdziwy wygenerował mniej więcej dwa fałszywe alarmy. Gorzej wypadło również w przypadku kobiet, które stanowiły jedynie niewielką część pacjentów z VA. To pokazuje, jak populacja ucząca kształtuje, komu model dobrze służy. Powszechnym błędnym przekonaniem jest to, że aplikacja Streams DeepMind w Royal Free Hospital w Londynie to sztuczna inteligencja. To nie było. Transmisje wysyłały do ​​lekarzy powiadomienia na telefony z algorytmu AKI NHS England, który opiera się na regułowym porównaniu wartości kreatyniny. Transmisje stały się bardziej znane po ustaleniu z 2017 r. przez Biuro brytyjskiego komisarza ds. informacji, że szpital nie przestrzegał przepisów o ochronie danych, udostępniając dokumentację pacjentów firmie DeepMind. Najważniejszą lekcją jest to, że przewidywanie to nie to samo, co korzyść. Randomizowane badania w Yale, prowadzone przez F. Perry'ego Wilsona, testowały alerty elektroniczne, które uruchamiały się w przypadku obecności AKI. Alerty nie zmniejszyły ogólnie wyników takich jak dializa lub śmierć. Alert pomaga tylko wtedy, gdy ktoś na niego zareaguje i istnieje skuteczne działanie dla tego pacjenta.

Implementacja w świecie rzeczywistym

Modelka ponownie ocenia każdego pacjenta hospitalizowanego za każdym razem, gdy publikuje nowy wynik laboratorium. Oznacza pacjenta pooperacyjnego przyjmującego wankomycynę i piperacylinę-tazobaktam, u którego stężenie kreatyniny spadło z 0,8 do 1,0 mg/dl, zanim wzrost osiągnie formalną definicję AKI KDIGO.

Zespół kardiochirurgiczny przed operacją wykorzystuje model ryzyka, aby wybrać, którzy pacjenci z bajpasem będą mieli cogodzinne monitorowanie wydalania moczu i zaplanować unikanie kontrastu dożylnego w pierwszych dniach po operacji.

Farmaceuta kliniczny codziennie otrzymuje listę pacjentów wysokiego ryzyka i sprawdza każdego z nich pod kątem ryzykownych kombinacji leków, takich jak NLPZ z inhibitorem ACE i lekiem moczopędnym, a następnie zaleca zaprzestanie leczenia lub zamianę jednego z nich.

Pulpit nawigacyjny OIT łączy godzinową ilość wydalanego moczu z bilansem płynów i ostrzega o spadku wydalania. Pielęgniarka najpierw sprawdza, czy cewnik moczowy nie jest zatkany, co jest częstą, niezwiązaną z nerkami przyczyną niskiego rejestrowanego rzutu moczowego.

Przyszłość przewidywania ostrego uszkodzenia nerek przez sztuczną inteligencję

Badanych jest kilka kierunków, w tym łączenie modelowych ocen ryzyka z biomarkerami stresu nerek mierzonymi w moczu oraz łączenie alertów z konkretnymi pakietami opieki zamiast zwykłego ostrzeżenia. Małe badania dotyczące pakietów opieki kierowanej na biomarkery po operacji kardiochirurgicznej wykazały mniejszą liczbę przypadków AKI. Nadal nie jest jasne, czy alerty oparte na sztucznej inteligencji poprawiają częstość dializ, regenerację nerek lub przeżycie na dużą skalę, dlatego szpitale rozważające zastosowanie tych narzędzi powinny szukać prospektywnych, randomizowanych dowodów i sprawdzać skuteczność leczenia własnych pacjentów. Kontrole uczciwości ze względu na płeć, rasę i miejsce opieki prawdopodobnie staną się rutyną, ponieważ badanie VA pokazało, w jakim stopniu model może odzwierciedlać populację szkolącą.

Wdrażanie tego w praktykę

Dlaczego to ma znaczenie

  • Kontekst i zasady. Kontekst branżowy decyduje o tym, czy pomysły AI przetrwają kontakt z rzeczywistością.
  • Kontrola jakości. Ograniczenia domeny wpływają na akceptowalne poziomy błędów i modele nadzoru.
  • Buduj wybory. Pomyślne wdrożenia łączą możliwości techniczne z przepływami pracy na pierwszej linii frontu.

Uważaj na

  • Wymogi prawne mogą unieważnić mocne prototypy.
  • Dane historyczne mogą kodować uprzedzenia, które szkodzą konkretnym społecznościom.
  • Starsze systemy mogą powodować wąskie gardła w integracji i ukryte koszty.

Kolejne kroki

  1. Zaangażuj ekspertów dziedzinowych od sformułowania problemu po ocenę.
  2. Zaprojektuj ścieżki audytu i dokumentację przed uruchomieniem.
  3. Wcześnie zweryfikuj wymogi dotyczące zgodności i bezpieczeństwa.
  4. Wdrażaj etapami z jasnymi kryteriami zatrzymania i wycofywania.

Odkrywaj dalej

Darmowy newsletter

Otrzymuj codzienne podsumowanie AI

Trzy zweryfikowane historie AI każdego poranka w dni robocze, napisane prostym angielskim. Bezpłatne na zawsze, bez reklam.

Jedno e‑mail każdego dnia roboczego. Wypisz się jednym kliknięciem. Nigdy nie sprzedajemy ani nie udostępniamy Twojego adresu.

Sprawdź się

Take the AI Prediction of Acute Kidney Injury quiz

Natychmiastowa informacja zwrotna na każde pytanie oraz udostępnialny certyfikat z weryfikowalnym ID po zaliczeniu kursu.

Rozpocznij quiz

Wspieraj darmową edukację AI. AI Understanding jest organizacją non-profit 501(c)(3) — bez reklam, bez płatnej ściany, zawsze. Przekaż darowiznę

Często zadawane pytania

Jaka jest prognoza AI dotycząca ostrego uszkodzenia nerek?

Sztuczna inteligencja przewidywania ostrego uszkodzenia nerek (AKI) wykorzystuje uczenie maszynowe na danych z elektronicznej dokumentacji medycznej, aby oszacować, u których hospitalizowanych pacjentów prawdopodobnie rozwinie się AKI w ciągu następnego dnia lub dwóch. Dane obejmują trendy kreatyniny, wydalanie moczu, leki, parametry życiowe i diagnozy. Ma to znaczenie, ponieważ AKI występuje powszechnie w szpitalach i często nie pojawia się aż do momentu wzrostu poziomu kreatyniny. Wczesne podjęcie działań, na przykład zaprzestanie stosowania leku uszkadzającego nerki lub skorygowanie poziomu płynów, może zapobiec uszkodzeniom. Jednak same alerty nie przyniosły wiarygodnej poprawy wyników.

Która zmiana kreatyniny w ciągu 48 godzin, zgodnie z kryteriami KDIGO opisanymi w tym przewodniku, kwalifikuje się jako ostre uszkodzenie nerek?

KDIGO definiuje AKI jako wzrost poziomu kreatyniny o co najmniej 0,3 mg/dl w ciągu 48 godzin, wzrost do 1,5-krotności wartości wyjściowej w ciągu siedmiu dni lub małe wydalanie moczu przez sześć godzin.

Dlaczego modele AKI próbują przewidzieć obrażenia, zamiast czekać na wzrost poziomu kreatyniny?

Kreatynina wzrasta po uszkodzeniu nerek, więc czekanie na nią marnuje czas, w którym profilaktyka może pomóc.

Ile mniej więcej fałszywych alertów pojawiło się w przypadku każdej prawidłowej prognozy AKI w badaniu DeepMind i VA z 2019 r.?

Model przewidział nieco ponad połowę epizodów AKI u pacjentów hospitalizowanych z wyprzedzeniem do 48 godzin, przy czym na każdy prawdziwy przypadały mniej więcej dwa fałszywe alarmy.

W której grupie model AKI wytrenowany przez VA radził sobie gorzej i dlaczego?

Kobiety były niedostatecznie reprezentowane w danych VA, a model radził sobie z nimi gorzej. To pokazuje, jak populacja ucząca kształtuje, komu model dobrze służy.

Co tak naprawdę aplikacja Streams firmy DeepMind w Royal Free Hospital zapewniła lekarzom?

Strumienie wysyłały powiadomienia z opartego na regułach porównania kreatyniny do telefonów lekarzy. Nie był to predyktor uczenia maszynowego, mimo że często jest tak opisywany.