Dans un développement récent, les chercheurs ont créé un modèle basé sur l’IA capable de prédire le risque de mortalité chez les patients atteints de septicémie admis dans des unités de soins intensifs (USI). Tirant parti de l’analyse chronologique basée sur les transformateurs de pointe, le modèle suit continuellement l’état de santé en évolution d’un patient, émettant des alertes de risque en temps réel et permettant des interventions personnalisées.
Remarquablement, sa puissance prédictive se renforce avec le temps, l’ASC (zone sous la courbe) s’améliorant de 0,87 le jour de l’admission à 0,92 au premier jour – sursaut des outils d’évaluation des risques conventionnels. Cette innovation a le potentiel de transformer le triage des soins intensifs, d’accélérer la prise de décision critique et, finalement, de sauver des vies.
La septicémie est l’une des conditions les plus meurtrières des unités de soins intensifs, déclenchées par la réponse hors contrôle du corps à l’infection. Malgré les progrès médicaux, son taux de mortalité à l’hôpital oscille toujours entre 20% et 50%. Le défi réside dans l’identification précoce – la SEPSIS est très dynamique, et les systèmes de notation actuels comme Apache-II et Sofa ne sont pas spécifiquement conçus pour suivre sa progression rapide. Bien que l’apprentissage automatique soit prometteur, la plupart des modèles ont du mal à tenir compte des fluctuations en temps réel des données des patients.
Compte tenu de ces défis, un système prédictif avancé capable d’apprendre en permanence des données cliniques entrants est nécessaire d’urgence pour améliorer la détection précoce et les résultats des patients.
Des chercheurs de l’Université du Sichuan, de l’Université d’une Coruña, et leurs collaborateurs ont publié leurs résultats Médecine clinique de précisionPrésentation d’un modèle basé sur un transformateur en deux étapes conçu pour prédire la mortalité entre la septicémie en USI.
Formé sur les données de la base de données de recherche collaborative EICU, qui comprend plus de 200 000 patients, le modèle traite dynamiquement des indicateurs de santé horaires et quotidiens. À l’admission du cinquième jour de l’USI, il a réalisé un ASC impressionnant de 0,92, surpassant considérablement les systèmes de notation traditionnels comme Apache-II.
Ce modèle propulsé par l’IA marque un bond en avant significatif dans la prédiction de la septicémie. Il fonctionne en deux étapes: la première étape analyse les données horaires, identifiant les fluctuations intra-jour critiques dans les signes vitaux et les résultats du laboratoire, tandis que la deuxième étape intègre des données quotidiennes pour saisir les tendances à plus long terme. Cette approche en couches permet au modèle de s’adapter à la nature en évolution rapide de la septicémie.
Les principaux prédicteurs de la mortalité – tels que les niveaux de lactate, les fréquences respiratoires et les marqueurs de coagulation – étaient identifiés avec une précision élevée. Une percée majeure réside dans la capacité du modèle à générer des alertes de risque en temps réel, équipant des équipes de soins intensifs avec des informations exploitables lorsqu’elles sont le plus nécessaires. L’inclusion des visualisations de la forme (explications additives de Shapley) garantit l’interprétabilité, permettant aux cliniciens de comprendre quels facteurs stimulent les prédictions.
De plus, le modèle a démontré une robustesse exceptionnelle lorsqu’il est validé sur les ensembles de données externes, y compris les cohortes des patients en provenance de Chine et la base de données Mimic-IV.
« Ce modèle basé sur le transformateur représente un changement de paradigme dans la façon dont nous abordons le pronostic de la septicémie dans les USI », a déclaré le Dr Bairong Shen, l’un des auteurs correspondants de l’étude. « En intégrant les données en temps réel de la série chronologique, nous pouvons désormais fournir aux cliniciens des évaluations des risques plus précises et plus opportunes, améliorant finalement les résultats des patients et réduisant les taux de mortalité. »
L’impact de cette recherche pourrait être transformateur pour la gestion des soins intensifs. En intégrant le modèle d’IA dans les systèmes d’information hospitaliers, les cliniciens pourraient recevoir des alertes de risque quotidiennes, permettant des interventions antérieures et plus ciblées. Son adaptabilité entre différentes populations de patients et la résilience aux données manquantes en font un atout précieux dans divers établissements de soins de santé dans le monde. Les développements futurs pourraient voir le modèle intégré dans les systèmes de surveillance en temps réel, la mise à jour continue des scores de risque et la minimisation des retards de diagnostic.
Au-delà des applications cliniques immédiates, l’interprétabilité du modèle par l’analyse de la forme offre des informations plus approfondies sur la progression de la septicémie, guidant potentiellement le développement de thérapies de précision. Cette innovation améliore non seulement les soins aux patients, mais établit également une nouvelle référence pour la modélisation prédictive axée sur l’IA en médecine des soins intensifs.
Avec sa capacité à exploiter de grandes quantités de données en temps réel et à la traduire en idées vitales, cet outil alimenté par l’IA pourrait redéfinir la norme de soins pour les patients atteints de septicémie – tournant les avertissements précoces en interventions en temps opportun et améliorant les taux de survie à l’échelle mondiale.
Fourni par l’hôpital de la Chine occidentale de l’Université du Sichuan
