肺部感染导致的脓毒症患者短期预后预测模型的构建

罗滔, 夏泉, 李佩轩, 等. 肺部感染导致的脓毒症患者短期预后预测模型的构建[J]. 临床急诊杂志, 2025, 26(1): 39-43. doi: 10.13201/j.issn.1009-5918.2025.01.007
引用本文: 罗滔, 夏泉, 李佩轩, 等. 肺部感染导致的脓毒症患者短期预后预测模型的构建[J]. 临床急诊杂志, 2025, 26(1): 39-43. doi: 10.13201/j.issn.1009-5918.2025.01.007
LUO Tao, XIA Quan, LI Peixuan, et al. Construction of short-term prognosis prediction model for sepsis patients caused by pulmonary infection[J]. J Clin Emerg, 2025, 26(1): 39-43. doi: 10.13201/j.issn.1009-5918.2025.01.007
Citation: LUO Tao, XIA Quan, LI Peixuan, et al. Construction of short-term prognosis prediction model for sepsis patients caused by pulmonary infection[J]. J Clin Emerg, 2025, 26(1): 39-43. doi: 10.13201/j.issn.1009-5918.2025.01.007

肺部感染导致的脓毒症患者短期预后预测模型的构建

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Construction of short-term prognosis prediction model for sepsis patients caused by pulmonary infection

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  • 目的 构建用于肺部感染导致的脓毒症患者短期预后预测机器学习模型。方法 本研究回顾性收集2020年1月-2024年6月因肺部感染并发脓毒症于西南医科大学附属医院住院治疗的患者192例,根据出院7 d内的临床结局分为存活组(128例)和死亡组(64例),收集患者入院24 h内的血常规及凝血功能结果,基于临床意义和相关研究,以及在初步建立模型时对预后预测的表现筛选出单核细胞率、中性粒细胞率、淋巴细胞率、红细胞体积分布宽度变异系数、红细胞体积分布宽度标准差、血小板数、活化部分凝血酶原时间、凝血酶时间、国际标准化比值、凝血酶原时间等10个相关变量作为预测变量,分别输入回归树节点模型(classification and regression tree,CART)、支持向量机(support vector machine,SVM)、logistic回归模型、多层感知机模型,通过准确率、精确率、召回率、F1-Score和采用受试者工作特征(ROC)曲线计算曲线下面积综合评估模型性能。结果 4个模型各有优势,其中CART模型的ROC曲线下面积为0.842,综合性能最佳;SVM模型的精确率最高,达到0.947;logistic回归模型的召回率及F1值分别为0.745、0.824。结论 基于机器学习构建的肺部感染导致的脓毒症患者短期预后预测模型具有较好的预测性能,为脓毒症患者预后评估提供了数据支持。
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  • 图 1  4种模型的ROC曲线

    表 1  患者的基本资料比较 M(P25P75),X±S

    基本资料 存活组(128例) 死亡组(64例) χ2/Z/t P
    性别/例(%) 2.685 0.101
      男 64(50.0) 24(37.5)
      女 64(50.0) 40(62.5)
    年龄/岁 69.000(56.000,77.000) 72.000(61.000,80.000) -1.623 0.105
    白细胞数/(×109/L) 10.660(7.550,15.950) 11.920(7.380,16.790) -0.601 0.549
    中性粒细胞数/(×109/L) 8.720(6.150,14.250) 10.810(5.960,14.960) -0.704 0.482
    淋巴细胞数/(×109/L) 0.920(0.530,1.300) 0.600(0.410,0.950) 2.948 0.003
    单核细胞数/(×109/L) 0.460(0.320,0.770) 0.440(0.240,0.690) 1.273 0.204
    嗜酸性粒细胞数/(×109/L) 0.020(0,0.080) 0.010(0,0.020) 2.208 0.020
    嗜碱性粒细胞数/(×109/L) 0.020(0.010,0.030) 0.030(0.010,0.040) -1.909 0.053
    中性粒细胞率/% 85.800(76.800,91.500) 90.300(82.300,94.200) -2.26 0.024
    淋巴细胞率/% 7.200(4.300,13.200) 5.200(3.200,12.300) 2.149 0.032
    单核细胞率/% 5.400(3.100,6.900) 3.500(2.000,6.100) 2.552 0.011
    嗜酸性粒细胞率/% 0.100(0,0.700) 0.100(0,0.200) 1.831 0.055
    嗜碱性粒细胞率/% 0.200(0.100,0.300) 0.200(0.200,0.400) -1.81 0.253
    红细胞数/(×1012/L) 3.880(3.520,4.170) 3.770(2.910,4.270) 1.145 0.701
    血红蛋白/(g/L) 112.305±22.099 110.719±28.743 0.385 0.931
    红细胞压积 0.345±0.063 0.346±0.090 -0.087 0.024
    红细胞平均体积/fl 91.100(87.300,94.700) 92.200(89.700,96.600) -2.26 0.329
    红细胞平均血红蛋白量/pg 29.700(28.500,31.000) 30.100(29.000,31.100) -0.978 0.004
    红细胞平均血红蛋白浓度/(g/L) 325.938±11.710 320.438±13.511 2.896 < 0.001
    红细胞体积分布宽度标准差/fl 42.100(40.100,45.300) 45.100(42.300,50.100) -3.991 0.002
    红细胞体积分布宽度变异系数/% 13.300(12.900,14.600) 14.100(13.300,15.400) -3.153 0.040
    血小板数/(×109/L) 202.000(129.000,278.000) 174.000(88.000,236.000) 2.058 0.204
    血小板平均体积/fl 9.700(8.900,10.600) 10.100(9.100,11.000) -1.271 0.131
    血小板压积 0.190(0.140,0.260) 0.170(0.100,0.250) 2.043 0.153
    血小板体积分布宽度/% 16.200(15.800,16.500) 16.300(16.000,16.500) -1.507 < 0.001
    大血小板比例/% 25.300(19.600,31.500) 27.600(20.900,34.300) -1.431 < 0.001
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    表 2  凝血功能结果比较 M(P25P75),X±S

    实验室检查 存活组(128例) 死亡组(64例) χ2/Z/t P
    PT/s 13.000(12.100,14.000) 15.400(13.900,17.300) -6.171 < 0.001
    国际标准化比值 1.090(1.030,1.160) 1.200(1.110,1.430) -5.423 < 0.001
    凝血酶原时间比率 1.090(1.030,1.150) 1.170(1.100,1.340) -4.999 0.002
    凝血酶原时间活动度/% 85.187±15.506 70.223±21.328 4.957 < 0.001
    APTT/s 29.900(27.100,35.300) 35.000(28.800,41.500) -3.119 < 0.001
    TT/s 16.500(15.500,17.200) 17.400(16.400,19.400) -4.225 < 0.001
    纤维蛋白原/(g/L) 6.110(4.350,7.370) 4.660(3.000,6.150) 3.431 < 0.001
    D二聚体/(μg/mL) 1.900(0.995,3.485) 5.450(2.190,11.730) -4.769 < 0.001
    抗凝血活酶Ⅲ/s 78.814±15.335 67.369±20.545 3.914 0.131
    纤维蛋白原降解产物/(μg/mL) 7.500(4.050,13.700) 23.790(8.360,57.700) -4.711 0.153
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    表 3  模型预测结果

    模型名称 准确率 精确率 召回率 F1 AUC
    CART 0.714 0.816 0.738 0.775 0.842
    SVM 0.730 0.947 0.706 0.809 0.742
    logistic 0.762 0.921 0.745 0.824 0.766
    MLP 0.667 0.868 0.673 0.758 0.729
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出版历程
收稿日期:  2024-10-12
刊出日期:  2025-01-10

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