极早产儿住院时间延长的风险预测模型构建与验证:基于机器学习算法的临床决策工具

【字体: 时间:2025年07月05日 来源:Value in Health 4.9

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  本研究针对极早产儿(VPI)住院时间延长(LOS)的临床预测难题,采用5种机器学习算法构建风险预测模型。通过开发队列(n=1,044)和外部验证,筛选出7个关键变量,最优逻辑回归(LR)模型AUC达0.773(95%CI:0.717-0.830),校准曲线显示良好一致性,为临床早期风险干预提供量化工具。

  

在新生儿重症监护领域,极早产儿(Very Preterm Infants, VPI)的住院时间管理一直是临床面临的重大挑战。随着围产医学技术进步,VPI存活率显著提升,但住院时间延长(Length of Stay, LOS)不仅增加医疗资源消耗,更与院内感染、发育障碍等不良结局密切相关。目前临床缺乏有效的早期预测工具,导致资源分配和干预时机把握存在盲目性。这一现状催生了针对LOS延长的精准预测需求。

为破解这一临床难题,研究人员开展了题为"Construction and Validation of a Risk Prediction Model for Prolonged Hospitalization of Very Premature Infants"的研究。该研究创新性地将机器学习算法引入VPI临床预测领域,通过多中心队列数据构建并验证了首个针对LOS延长的风险预测模型。研究成果发表在《Value in Health》期刊,为新生儿重症监护的精准决策提供了循证依据。

研究采用三步法技术路线:首先基于不同胎龄组第75百分位数定义LOS延长标准;其次将开发队列(n=1,044)按7:3比例随机分为训练集与测试集;最后应用逻辑回归(Logistic Regression, LR)、随机森林等5种算法建模,通过受试者工作特征曲线(ROC)、校准曲线和决策曲线分析(DCA)多维度评估模型性能。外部验证队列进一步验证模型的泛化能力。

在"Results"部分,研究揭示了三方面重要发现:1) 人群特征方面,开发队列中23.9%(n=250)的VPI发生LOS延长,凸显问题的普遍性;2) 模型构建方面,LR算法表现最优,内部验证AUC达0.773(95%CI:0.717-0.830),准确率0.729,特异性0.782,召回率0.566,F1分数0.503;3) 验证结果方面,外部验证AUC为0.727(95%CI:0.674-0.780),校准曲线显示除内部验证集存在轻微高估外,其他数据集均保持良好一致性。DCA证实模型在临床阈值概率范围内具有正向净收益。

"Conclusion"部分强调,该研究首次建立了VPI住院时间延长的多参数预测模型,其创新性体现在三方面:方法学上突破传统统计局限,采用机器学习处理复杂临床数据;临床上提供可量化的早期预警工具,支持个体化干预决策;实践上通过DCA验证了模型的临床适用性。研究填补了该领域预测模型的空白,为优化医疗资源配置、改善新生儿预后提供了新思路。未来研究可进一步扩大样本量,整合基因组学等新型生物标志物,持续提升模型预测精度。

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