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急性肾损伤(AKI)是小儿体外循环(CPB)心脏术后常见并发症,早期检测依赖临床专家整合多源数据。研究人员开发时间感知、基于规则的临床决策支持系统(CDSS),基于 KDIGO 标准,整合 290 例病例数据。结果显示各期 AKI 检测敏感性和特异性高,为临床管理等提供支持。
在儿科重症监护的繁忙场景中,急性肾损伤(Acute Kidney Injury, AKI)如同潜伏的 “隐形杀手”,悄然威胁着接受心脏手术的患儿。这类患儿在经历体外循环(Cardiopulmonary Bypass, CPB)心脏手术后,AKI 发生率高达 12%~51.5%。AKI 不仅会延长机械通气时间、增加儿科重症监护室(Pediatric Intensive Care Unit, PICU)住院时长,更与死亡率上升密切相关。然而,临床诊断 AKI 需综合血清肌酐(Serum Creatinine, SCr)、尿量、估算肾小球滤过率(Estimated Glomerular Filtration Rate, eGFR)等多项指标,且需结合年龄、体重等个体化参数计算,在高强度的临床工作中,极易因信息整合繁琐而导致漏诊或误诊。如何在分秒必争的诊疗环境中实现 AKI 的精准、及时检测,成为困扰临床医生的重要难题。
为破解这一困局,德国汉诺威医学院的研究人员开展了一项创新性研究。他们开发了一种时间感知、基于规则的临床决策支持系统(Clinical Decision Support System, CDSS),旨在通过自动化手段整合电子健康记录中的多源数据,实现小儿心脏术后 AKI 的快速检测、分期及动态追踪。该研究成果发表在《Computers in Biology and Medicine》,为 AKI 的临床管理提供了全新的技术路径。
研究人员采用回顾性研究设计,将 290 例接受 CPB 心脏手术的 0~17 岁患儿(涉及 263 名患者)的临床常规数据整合为数据集。研究的关键技术方法包括:
- 标准转化:以《改善全球肾脏病预后组织》(Kidney Disease: Improving Global Outcome, KDIGO)指南为基准,将 AKI 诊断标准(涵盖 SCr、尿量、eGFR)转化为计算机可执行的规则;
- 对照验证:由临床专家对患者进行盲法评估,作为 AKI 诊断的参考标准,对比 CDSS 的检测效能;
- 统计分析:采用诊断试验准确性(Diagnostic Test Accuracy, DTA)研究方法,评估 CDSS 对各期 AKI 的敏感性和特异性。
研究结果
1. AKI 发生率与患者特征
根据临床专家评估的参考标准,290 例病例中:
- 无 AKI 者 144 例(中位年龄 434 天);
- AKI 1 期 146 例(中位年龄 168.5 天);
- AKI 2 期 58 例(中位年龄 170 天);
- AKI 3 期 20 例(中位年龄 137 天)。
各亚组性别分布基本均衡,AKI 3 期患者年龄相对更小,提示年龄可能是 AKI 严重程度的相关因素。
2. CDSS 的诊断效能
CDSS 对不同阶段 AKI 的检测表现出高敏感性和特异性:
- AKI 1 期:敏感性 92.2%(95% CI:86.8~95.5%),特异性 97.0%(95% CI:94.4~98.4%);
- AKI 2 期:敏感性 88.1%(95% CI:77.2~94.2%),特异性 98.5%(95% CI:96.5~99.4%);
- AKI 3 期:敏感性 95%(95% CI:70.5~99.3%),特异性 99.3%(95% CI:97.3~99.8%)。
结果表明,CDSS 能够通过预设规则准确捕捉各期 AKI 的关键指标变化,其检测效能接近临床专家水平。
3. 系统功能验证
CDSS 不仅可识别 AKI 的起始时间和最高分期,还能动态追踪病程中分期的变化。这一特性突破了传统临床评估依赖人工回顾数据的局限性,实现了 AKI 病程的实时监测,为临床及时调整治疗方案提供了数据支撑。
研究结论与意义
本研究首次在儿科人群中验证了基于规则的 CDSS 在 AKI 检测中的可行性。结果表明,该系统能够高效整合 KDIGO 标准中的 11 项分期指标,以自动化方式完成复杂的 AKI 检测流程,且诊断准确性显著。其意义体现在:
- 临床应用价值:为 PICU 医生提供实时决策支持,减少因人工评估疏漏导致的诊断延迟,优化 AKI 患者的早期干预;
- 数据管理价值:通过标准化机器可读数据的应用,为大规模临床数据集的标注提供了高效工具,可助力 AKI 预测模型的开发;
- 学科交叉创新:展现了电子健康记录与临床决策支持系统的深度融合潜力,为儿科危重症领域的数字化诊疗提供了示范案例。
值得注意的是,研究强调高质量、标准化的机器可读数据是 CDSS 发挥效能的基础,这也为未来医疗数据的规范化采集和管理提出了更高要求。随着技术的进一步优化,CDSS 有望在 AKI 监测、质量改进及科研数据挖掘等领域发挥更广泛的作用,推动儿科精准医疗的发展。