Utilizing machine learning to improve clinical trial design for acute respiratory distress syndrome

急性呼吸窘迫综合征 单变量 医学 急性呼吸窘迫 人口 临床试验 回顾性队列研究 重症监护室 多元统计 重症监护医学 队列 单变量分析 多元分析 急诊医学 机器学习 内科学 肺 计算机科学 环境卫生
作者
Emma Schwager,Katharina Jansson,Asif Rahman,Sonja Schiffer,Yale Chang,Gregory Boverman,Brian D. Gross,Minnan Xu-Wilson,Philip Boehme,Hubert Truebel,Joseph J. Frassica
出处
期刊:npj digital medicine [Nature Portfolio]
卷期号:4 (1) 被引量:15
标识
DOI:10.1038/s41746-021-00505-5
摘要

Abstract Heterogeneous patient populations, complex pharmacology and low recruitment rates in the Intensive Care Unit (ICU) have led to the failure of many clinical trials. Recently, machine learning (ML) emerged as a new technology to process and identify big data relationships, enabling a new era in clinical trial design. In this study, we designed a ML model for predictively stratifying acute respiratory distress syndrome (ARDS) patients, ultimately reducing the required number of patients by increasing statistical power through cohort homogeneity. From the Philips eICU Research Institute (eRI) database, no less than 51,555 ARDS patients were extracted. We defined three subpopulations by outcome: (1) rapid death, (2) spontaneous recovery, and (3) long-stay patients. A retrospective univariate analysis identified highly predictive variables for each outcome. All 220 variables were used to determine the most accurate and generalizable model to predict long-stay patients. Multiclass gradient boosting was identified as the best-performing ML model. Whereas alterations in pH, bicarbonate or lactate proved to be strong predictors for rapid death in the univariate analysis, only the multivariate ML model was able to reliably differentiate the disease course of the long-stay outcome population (AUC of 0.77). We demonstrate the feasibility of prospective patient stratification using ML algorithms in the by far largest ARDS cohort reported to date. Our algorithm can identify patients with sufficiently long ARDS episodes to allow time for patients to respond to therapy, increasing statistical power. Further, early enrollment alerts may increase recruitment rate.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
陈哥完成签到,获得积分10
1秒前
innocence@x完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
陈小露发布了新的文献求助10
3秒前
junshen发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
香香香发布了新的文献求助10
4秒前
LLLLLispector发布了新的文献求助10
5秒前
lvjiahui发布了新的文献求助10
5秒前
研友_VZG7GZ的应助被王小西采纳,获得10
6秒前
bkagyin的应助被泡芙小姐采纳,获得10
6秒前
李爱国的应助被泡芙小姐采纳,获得10
6秒前
7秒前
汉堡包的应助被1111采纳,获得10
7秒前
qweasdzxcqwe发布了新的文献求助10
7秒前
脑洞疼的应助被正直的方盒采纳,获得10
7秒前
7秒前
瓶子完成签到 ,获得积分10
8秒前
缥缈的平露完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
8秒前
田様的应助被温暖南莲采纳,获得10
8秒前
9秒前
Jasper的应助被张姣姣采纳,获得10
9秒前
鸽子二号完成签到,获得积分10
10秒前
喜悦不尤发布了新的文献求助10
11秒前
翠花花完成签到 ,获得积分10
11秒前
12秒前
ljh发布了新的文献求助10
12秒前
wm完成签到 ,获得积分10
12秒前
Eana完成签到,获得积分20
12秒前
科研助理795的应助被哈哈哈采纳,获得10
13秒前
田様的应助被Salut采纳,获得10
13秒前
13秒前
阿梨发布了新的文献求助30
13秒前
asdfgh完成签到,获得积分10
14秒前
可米发布了新的文献求助10
14秒前
万能图书馆的应助被liwenhao采纳,获得10
15秒前
16秒前
静静发布了新的文献求助20
16秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Das Matthäusevangelium: Kapitel 1:1–17 1000
IRTSD: Open-Source Data and Toolset for Electromagnetic Transient Analysis of Disturbances and IBR Control Malfunctions in Transmission Systems 1000
Analyses de reconnaissances de dettes passées devant les échevins d'Ypres (1249-1291) 600
拉伸高分子熔体中缠结行为的模拟和小角中子散射研究 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8134707
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9536185
关于积分的说明 21616356
捐赠科研通 7717348
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3419272
关于科研通互助平台的介绍 2544718
邀请新用户注册赠送积分活动 2460955