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术后阿片类药物精准预测模型的跨国开发与验证:基于基础模型的临床决策工具
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月27日 来源:npj Digital Medicine 15.1
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本研究针对全球术后阿片类药物过量处方问题,开发了一种基于TabPFN基础模型的预测工具。通过分析4267例多国手术患者数据,模型可精准预测出院后一周内阿片类药物消耗风险(AUROC 0.84),外部验证显示可减少4.5%的全球处方量且不增加患者疼痛。该研究为个性化镇痛方案制定提供了数据驱动解决方案,发表于《npj Digital Medicine》,对遏制阿片类药物滥用危机具有重要意义。
研究背景与意义
全球每年数百万手术患者面临术后镇痛难题,但阿片类药物的过度处方已成为公共卫生危机。数据显示,患者实际消耗量仅为处方量的50%,未使用的药物通过家庭药柜流入社区,助长了药物滥用 epidemic1,6。更严峻的是,22.7%的处方药物未被使用,而传统"一刀切"的处方模式既无法满足个体需求,又加剧了 opioid crisis3,5。在此背景下,TASMAN Collaborative团队通过OPERAS研究(Opioid PrEscRictions and usage After Surgery)收集了25国144家医院的真实数据,旨在建立首个基于患者实际用药行为的预测模型。
关键技术方法
研究采用前瞻性队列设计,纳入4267例接受普外、骨科等手术的成人患者,通过标准化电话随访记录术后7天口服吗啡当量(OME)消耗量。运用预训练的TabPFN(Tabular Foundation Model)基础模型,筛选年龄、手术类型等7个核心预测因子,在80%训练集上建模后,分别在20%测试集和826例独立队列中进行验证。模型性能通过AUROC、Brier score等指标评估,并模拟了全球处方减少效应。
主要研究结果
1. 预测因子识别
多变量分析显示,膝关节置换术(OR 13.74)、术前6个月阿片使用史(OR 11.5)和出院当日OME消耗量是强预测因子。值得注意的是,高收入国家患者消耗风险显著增加(OR 79.3, p<0.001),而急诊手术风险较择期手术高37.6%。
2. 模型性能验证

模型在测试集表现出优异区分度(AUROC 0.84),特异性达93.3%,较临床医生处方决策提高4.1%。外部验证中,预测为低风险(<50%)的患者实际消耗中位数为0 OME,而高风险组达37.5 OME(p<0.0001)。
3. 临床影响评估
应用模型可使全球阿片处方量减少4.5%,且反事实模拟显示不会增加严重疼痛时间(-4.3%, 95%CI -17.7-8.6)。如表4典型案例所示,对21岁阑尾炎患者(预测风险51.4%),模型与临床决策一致;而77岁腹股沟疝患者(风险20%)则存在过度处方。
结论与展望
该研究首创性地将基础模型应用于术后镇痛决策,其亮点在于:①基于真实患者用药数据而非处方记录;②整合手术类型(BUPA分级)、个体用药史等多维度特征;③通过反事实分析证实安全性。Chris Varghese团队开发的交互式工具(https://operas-model.shinyapps.io/OPERAS/)已可实现床边风险评估,为落实"精准镇痛"理念提供了可行路径。未来需在前瞻性试验中验证模型对慢性 opioid use 的预防作用,并扩展至更广泛的手术类型。
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