重症监护室死亡率与出院时间框架的泛化性、跨 ICU 迁移及可解释性
《Journal of Clinical Medicine》:Generalization, Cross-ICU Transfer, and Explainability of a Mortality and Time-to-Discharge Framework for the Intensive Care Unit
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时间:2026年09月09日
来源:Journal of Clinical Medicine 3.3
摘要
背景:PADS 结合了两个神经网络,分别预测重症监护室(ICU)死亡率以及 48 小时内的出院情况,将危重患者归入四种具有临床意义的状态之一。该模型仅基于 MIMIC-IV 开发,因此尚不明确其是否能推广到其他 ICU、其模型是否能跨医院迁移,以及其预测结果是否能在床旁得到解释。方法:我们使用相同常规收集的变量,在来自不同医院和国家的四个 ICU 数据库(MIMIC-IV、AmsterdamUMCdb、eICU-CRD 和 HiRID)上评估了 PADS。死亡率评估基于最后 48 小时窗口(终末窗口区分度,而非早期预警区分度)。对于每个外部数据库,我们比较了直接使用的 MIMIC 模型、从头重新训练的模型以及从 MIMIC 权重重新训练的模型,并添加了一个可解释性层。结果:在死亡率方面,复用并重新训练 MIMIC 模型在每个数据库上都给出了最高的区分度(AUROC 0.955–0.986;终末窗口(临近结果)区分度),并稳定了训练过程;直接使用时,其表现从偶然水平(Amsterdam)到良好(eICU、HiRID)不等。对于出院情况,在本地数据上从头训练在每一个外部数据库上都匹配或超过了复用 MIMIC 模型的表现,这与出院时机取决于当地组织安排而非生理状况一致。可解释性层产生了临床上一致且经过交叉验证的解释。结论:可迁移性取决于任务:死亡率可在医院间迁移,而出院情况则不能。PADS 在异质性 ICU 数据库之间展示了有前景的外部可迁移性,特别是在本地适配后。跨医院复用和适配 MIMIC-IV 死亡率模型可提高准确性。这种方法还稳定了训练过程,为潜在的联邦部署提供了基础,而出院情况最好在本地进行训练。此处报告的死亡率结果是终末窗口区分度,不支持将该框架用作早期预警模型。透明的可解释性层提供了模型预测的可解释表示,解决了临床采用中的一个关键障碍。
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