基于人工智能的急诊科激越事件预测模型开发与验证:一项300万就诊队列研究

【字体: 时间:2025年05月10日 来源:JAMA Network Open 10.5

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  这篇研究通过人工智能(AI)技术开发并验证了急诊科(ED)激越事件的预测模型,覆盖304.8万就诊数据。模型整合50项预测因子(包括既往就诊次数、生命体征等),在外部验证中展现出优异判别能力(AUROC 0.94,PR-AUC 0.41)。该成果为临床提供早期干预依据,有望减少化学镇静(如氟哌啶醇)和物理约束使用,符合联合委员会(The Joint Commission)倡导的患者安全目标。研究首次实现ED场景下激越风险的精准预测,对改善行为急诊管理具有里程碑意义。

  

Predicting Agitation Events in the Emergency Department Through Artificial Intelligence

Key Points
急诊科(ED)激越事件威胁医患安全,但现有预测手段匮乏。这项队列研究利用AI模型分析304.8万ED就诊数据,开发出包含50项预测因子的高精度工具(AUROC 0.94),关键指标包括既往约束史、初始生命体征和主诉类别。模型跨人群适用性验证为临床早期干预提供数据支持。

Introduction
美国ED中精神行为相关就诊十年增长53%,每年约170万激越事件发生。激越定义为过度精神运动性兴奋导致的攻击行为,83%伴严重精神疾病。现行约束措施导致37%伤害风险,监管机构呼吁早期识别。但ED环境复杂(病因多元、症状多变),现有评估工具存在显著差异。本研究旨在填补这一空白——首次建立ED专属激越预测模型。

Methods
数据来自美国东北部9家医院2015-2022年ED就诊电子健康记录(EHR)。主要结局指标为肌注化学镇静(如氟哌啶醇、劳拉西泮)和/或暴力约束医嘱。通过递归特征消除(RFE)和SHAP值分析从682变量中筛选50项核心预测因子,采用梯度提升决策树(GBDT/XGBoost)建模。外部验证使用未参与训练的63万就诊数据。

Results
队列平均年龄50.2岁,女性占54.7%。最终模型在验证集表现优异:AUROC 0.96(95%CI 0.95-0.96),PR-AUC 0.41。关键预测因子包括:

  • 历史约束/镇静次数(OR 4.2)
  • 收缩压>140 mmHg(OR 2.1)
  • "攻击行为"主诉(OR 6.8)
    决策曲线分析显示模型临床净收益显著高于常规筛查。亚组分析显示各人口学组AUROC均>0.90。

Discussion
该模型突破性地整合临床与环境因素,较传统ICU或痴呆专用工具更具ED普适性。值得注意的是:

  1. 社会经济因素(如无业状态)与激越风险显著相关,提示结构性脆弱性影响
  2. 种族亚组校准良好,但需警惕EHR数据潜在偏见
  3. 最佳风险阈值(0.6-0.7)可平衡预警灵敏度与临床可操作性

Limitations
单医疗系统数据可能影响泛化性,且未纳入环境噪音等实时因素。未来需探索动态数据整合与去偏算法应用。

Conclusions
这项迄今最大规模的ED激越预测研究证实AI模型可实现早期风险分层。临床实施需结合电子病历(EHR)系统改造和医护流程优化,最终推动从"约束反应"到"预防性干预"的范式转变。

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