机器学习用于急性胆源性胰腺炎的复发风险评估。 (MINERVA)

急性胰腺炎是最常见的胰腺疾病，全球发病率为每 10 万人中有 34 例。 全球每年新增患者超过 150 万，死亡率接近 1%。 轻症胆源性急性胰腺炎患者入院时可采用索引、早期胆囊切除术（急性发作后3～7天内）或保守治疗。 虽然保守治疗可以解决问题，但高达 35% 的患者会在 30 天内复发，并且在患者整体状况明显恶化的情况下需要紧急手术，从而降低了成功的机会。 除此之外，复发会大大增加慢性胰腺炎、胰腺癌、术后并发症和总体死亡率的机会。 复发也会对医疗机构产生经济影响，因为每位患者第二次或更长时间入院会使每位患者的总体医疗成本增加至少 100%。 然而，迄今为止，对于首次轻度胆源性急性胰腺炎发作后未接受早期胆囊切除术的患者，尚无标准化的方法来预测胆源性急性胰腺炎的复发。

MINERVA（急性胆源性胰腺炎复发风险评估的机器学习）项目源于临床实践中需要对入院诊断为轻度急性胆源性胰腺炎的患者做出手术决定。

MINERVA 项目旨在实现以下目标和成果：

1. 提出一种新的方法来评估轻度胆源性急性胰腺炎首次发作后未接受早期胆囊切除术的轻度胆源性急性胰腺炎患者的复发风险；
2. 提出使用深度学习架构的机器学习预测模型，应用于易于从患者那里收集的数据；
3. 在广泛、多中心、前瞻性队列中验证 MINERVA 评分；
4. 允许国内外临床医生、医务人员、研究人员和普通受众自由、轻松地访问 MINERVA 评分计算并将其用于日常临床实践。

MINERVA 评分将为临床医生提供经过验证和标准化的复发风险评估，其中考虑到每位患者的个人病史、人口统计数据和实验室特征。 MINERVA 评分将免费且易于所有医务人员立即计算；您可以随时在 MINERVA 网站和网络应用程序上访问它，并将提供即时可靠的结果，为临床医生和患者提供最佳治疗途径的明确指示。

MINERVA 评分模型将在回顾性患者队列中开发（MANCTRA-1，已在 ClinicalTrials.gov 注册） 并将在一个新颖的前瞻性多中心队列中进行验证。

回顾性队列模型开发和初始训练将在初步多中心研究 MANCTRA-1 研究（经卡利亚里大学医院伦理委员会批准，MANCTRA-1）期间收集的回顾性患者队列（n=692）上进行- NCT04747990，Prot。 PG/2021/7108）由 PI（Dr. Mauro Podda）和卡利亚里大学当地负责 MINERVA 项目。

前瞻性队列 MINERVA 研究的前瞻性队列将总共招募 430 名患者。

方法 MINERVA 评分将基于机器学习模型，该模型将在回顾性队列中开发和训练，并在前瞻性患者队列中进行验证。

所有模型变量都将使用核主成分分析 (kPCA) 进行处理。

将计算主要成分散点图的凸包并提取最小矩形。 使用特征平均和归一化将矩形转换为具有固定分辨率的二维图像。

该模型将由拥有机器学习专业知识和监督的 Daniela Pacella 博士在那不勒斯费德里科二世大学开发。

为了防止过度拟合，数据集将被分为训练集、测试集和验证集。 此外，还将使用 k 折交叉验证。 MINERVA 模型的性能将使用最常用的准确度衡量标准进行评估，例如精确度、召回率和 AUC（ROC 曲线下面积）。 此外，其性能将与使用传统机器学习方法（SVM、ANN）实现的性能进行比较。 缺失数据将通过插补方法处理。

变量 年龄（岁） 性别（男：女） 既往胆源性胰腺炎发作情况（是；否） 入院专业（肝胰胆外科、普通外科、内科、胃肠科） 体重指数 -BMI- (Kg/m2) 糖尿病临床病史（无糖尿病；是有器官功能障碍；是无器官功能障碍） 慢性肺部疾病临床病史（是；否） 高血压临床病史（是；否） 房颤临床病史（是；否） 缺血性心脏病临床病史（是；否） 慢性肾脏病的临床病史（否；是正在接受药物治疗；是正在接受永久性肾脏替代治疗或正在准备） 造血系统疾病的临床病史（是；否） 患者在医院接受免疫抑制药物治疗入院（是；否） 白细胞 -WBC-（细胞/mm3） 中性粒细胞（细胞/mm3） 血小板（Plt/mm3） INR（国际标准化比值） C 反应蛋白 -CRP-（mg/L） 天冬氨酸转氨酶 - AST- (U/L) 丙氨酸转氨酶 -ALT- (U/L) 总胆红素 (mg/dL) 结合胆红素 (mg/dL) γ-谷氨酰胺转肽酶 -GGT- (U/L) 血清淀粉酶 (U/L) ) 血清脂肪酶 (U/L) 乳酸脱氢酶 -LDH- (U/L) 胆总管结石（是；是，伴有胆总管梗阻；否） 胆管炎（是；否） ERCP 括约肌切开术（是入院后 24 小时内；是入院后 24-48 小时内；是入院后 48-72 小时内；否） 急性胆源性胰腺炎 30 天、60 天复发天、90 天、1 年。