Platformy strojového učení pro předpovídání 30denní úmrtnosti po nouzové laparotomii

Urgentní laparotomie (EL) je běžně prováděný výkon a vysoce riziková operace, o které je známo, že má vysokou mortalitu a morbiditu. Navzdory různým auditům a studiím k identifikaci rizikových faktorů a zavedení protokolů zaměřených na zlepšení chirurgických výsledků zůstává krátkodobá mortalita po EL vysoká. Celosvětová data ukazují, že krátkodobá (30denní) úmrtnost se pohybuje mezi 5,3-21,8 %, a dlouhodobá (1letá) úmrtnost se pohybuje mezi 15-47 % (odkaz 1). Starší pacienti byli identifikováni jako podskupina trpící nejvyšší mírou úmrtnosti a úsilí implementované u starších pacientů podstupujících EL včetně: použití rizikových kalkulaček pro predikci úmrtnosti, zvýšených perioperačních vstupů od geriatra a intenzivní péče, vyšší přítomnosti konzultanta chirurga a anesteziologa na operačním sále a zavedení cest posílené péče. Kromě věku a vstupu specialisty zahrnují další rizikové faktory úmrtnosti po EL: křehkost, trvání operace, operace související s rakovinou, péče o stomie, výběr pacienta, předoperační sepse a fyziologické parametry, preexistující komorbidity, stav ASA (odkaz 2 ).

Modely predikce úmrtnosti, které se v současné době klinicky používají pro EL, zahrnují Portsmouthovo-fyziologické a operativní skóre závažnosti pro výčet úmrtnosti a morbidity (P-POSSUM), hodnocení akutní fyziologie a chronického zdraví II (APACHE-II), American College of Surgeons National Surgical Zlepšení kvality (ACS-NSQIP) a nejnovější přidání kalkulačky rizik (NELA). National Emergency Laparotomy Audit (NELA) prováděný ve Spojeném království od roku 2012 znamenal posun paradigmatu ve zlepšení na základě důkazů u pacientů podstupujících EL a prokázal snížení národní 30denní úmrtnosti (11,8 % vs. 8,7 % v roce 2012 vs. 2012) po identifikaci a implementaci konkrétních doporučení (odkaz 3).

S využitím dat z velké kohorty NELA UK v letech 2014–2016 byl vyvinut nástroj pro výpočet rizika NELA pro odhad 30denní úmrtnosti a zohledňuje demografické údaje pacientů, stav ASA, fyziologické parametry, vitální funkce a podrobnosti týkající se závažnosti a povahy. chirurgické intervence. Mnoho studií ve Spojeném království, Austrálii a Singapuru ukázalo, že kalkulačka rizika NELA je srovnatelná, ne-li lepší, s P-POSSUM pro predikci úmrtnosti a stratifikaci rizika pro rozlišení mezi pacienty s nízkým a vysokým rizikem podstupujícím EL (odkaz 5, 6, 7). . Žádné hodnocení rizika však není dokonalé. Ukázalo se, že model rizika NELA podhodnocuje a P-POSSUM nadhodnocuje pozorovanou mortalitu (odkaz 8). Od svého zavedení byla NELA průkopníkem ve vývoji intervencí založených na důkazech a směrech pro budoucí výzkum u pacientů podstupujících EL, ale její implementace v Hongkongu byla omezena nedostatečným ověřením přesnosti v naší populaci pacientů.

Křehkost je definována jako: objektivní měřítko zvýšené zranitelnosti a snížené fyziologické rezervy, což má za následek akumulaci fyziologických deficitů ve více systémech a může se vyskytovat u pacientů všech věkových kategorií, ale vyskytuje se nejčastěji u starších pacientů. Křehkost je dobře známým rizikovým faktorem pro špatné chirurgické výsledky v EL (odkaz 9, 10), ale dosud nebyla začleněna do běžně používaných kalkulátorů rizik. Existuje mnoho hodnocení rizik a náhradních indexů pro křehkost, sarkopenii a osteopenii. Klinické skóre křehkosti (CFS) je nejběžněji používaným indexem křehkosti a ukázalo se, že samotný CFS poskytuje prognostické informace pro pacienty podstupující EL, ale ve srovnání s NELA má stále nízkou výkonnost. Je zajímavé, že přidání CFS k NELA nezvýšilo přesnost předpovědi rizikového modelu (odkaz 11).

Aplikace hlubokého učení a strojového učení získává na síle a používá se k vývoji různých modelů predikce rizik a předpovědi budoucích událostí (odkaz 4). Hromadění rozsáhlých souborů dat z anestetických záznamů se může ukázat jako poklad pro vědce zabývající se daty, aby odhalili nové trendy a předpovědi, které by dříve byly přehlíženy. Kalkulačky rizik jsou užitečnými nástroji pro klinické lékaře, které jim pomáhají při klinickém rozhodování, ale přesnost a validace těchto kalkulátorů rizik nebyla v této blízkosti provedena. Doufáme, že s využitím algoritmů strojového učení a začlenění křehkosti do rizikových kalkulaček vyvineme nový algoritmus s vysokou přesností a zobecnitelností, který bude zaveden do klinického použití.

Reference:

1. (Odkaz 1: Ng et. al, Jednoroční výsledky po nouzové laparotomii: Systematický přehled, World J surg, 2022, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34837122/)
2. (Odkaz 2: (Odkaz: Boyd-Carson et al, Přehled chirurgických a periioperačních faktorů, které je třeba vzít v úvahu při nouzové laparotomické péči, 2020, Anesthesia, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31903572/)
3. (Odkaz 3: Projektový tým NELA. Sedmá zpráva o pacientech Národního auditu nouzové laparotomie RCoA Londýn 2021)
4. (Odkaz 4: Kwon a kol., Strojové učení: nová příležitost pro predikci rizik, Korean Circ J. 2020, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6923232/)
5. (Odkaz 5: Lai et al, Srovnání skóre rizika P-POSUSM a NELA pro pacienty podstupující nouzovou laparotomii v Singapuru, World J Surg, 2021, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33903953/)
6. (Odkaz 6: Eliezer et al, Vysoce riziková nouzová laparotomie v Austrálii: porovnání kalkulaček NELA, P-POSSUM a ACS-NSQIP, J of surg research, 2020, https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/ pii/S0022480419306584 )
7. (Odkaz 7: Eugene a kol., Vývoj a interní validace nového modelu přizpůsobení rizik pro dospělé pacienty podstupující nouzovou laparotomickou operaci: národní model rizik auditu nouzové laparotomie, BJA, 2018, https://www.sciencedirect.com/science/ článek/pii/S0007091218305786 )
8. (Odkaz 8: Thahir A, Pinto-Lopes R, Madenlidou S, Daby L, Halahakoon C. Bodování rizika úmrtnosti v urgentní všeobecné chirurgii: Používáme ten nejlepší nástroj? Journal of Perioperative Practice. 2021;31(4):153-158. doi:10.1177/1750458920920133, https://journals.sagepub.com/doi/abs/10.1177/1750458920920133)
9. (Odkaz 9: Fehlmann et al, Asociace mezi mortalitou a křehkostí v urgentní všeobecné chirurgii: systematický přehled a metaanalýza, Euro J Trauma Emerg Surg, 2022, https://link.springer.com/article/10.1007/s00068- 020-01578-9)
10. (Ref 10: Lee et.al, 2020, https://doi.org/10.1111/jgs.16334 (https://agsjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/jgs.16334))
11. (Ref 11: Palaniappan – Srovnání klinického skóre křehkosti CFS s National Emergency. Palaniappan et al, Srovnání CFS s kalkulačkou rizika NELA u všech pacientů podstupujících urgentní laparotomii, Kolorektální onemocnění, 2022, https://onlinelibrary.wiley. com/doi/full/10.1111/codi.16089)