Sepsa
Rokowania, prognozy i postęp choroby
Sepsa pozostaje istotnym wyzwaniem klinicznym na oddziałach intensywnej terapii, gdzie wczesne rozpoznanie i precyzyjne przewidywanie wyników leczenia są kluczowe dla poprawy przeżywalności. Modele prognostyczne oparte na zmiennych klinicznych, takich jak dysfunkcja narządów (OR 1,22/punkt), wstrząs septyczny (OR 1,40), ranga epizodu ciężkiej sepsy (OR do 2,64), wielokrotne źródła infekcji (OR 1,45), SAPS II (OR 1,02/punkt), wynik McCabe ≥2 (OR 1,96) oraz liczba chorób współistniejących (OR do 2,24), umożliwiają skuteczne przewidywanie 14-28-dniowej śmiertelności. Biomarkery takie jak IL-6, prokalcytonina, mleczan, PLS index, NRBCs oraz ekspresja mHLA-DR dostarczają dodatkowych informacji prognostycznych, przy czym IL-6 wykazuje najwyższą wartość predykcyjną (AUC wyższe niż inne markery). Wśród skal oceny ryzyka, SAPS II i SAPS III wykazują najlepszą zdolność prognostyczną, a modele oparte na regułach osiągają porównywalne wyniki.
- Prognozy Sepsy (Przewidywanie Wyników)
- Znaczenie wczesnego przewidywania wyników
- Modele prognostyczne oparte na parametrach klinicznych
- Biomarkery w przewidywaniu wyników sepsy
- Systemy oceny klinicznej w prognozowaniu sepsy
- Czynniki ryzyka wpływające na prognozę
- Techniki uczenia maszynowego w prognozowaniu sepsy
- Wyzwania i ograniczenia w prognozowaniu sepsy
- Wpływ modeli predykcyjnych na wyniki leczenia
- Przewidywanie wyników sepsy – kierunki na przyszłość
Prognozy Sepsy (Przewidywanie Wyników)
Sepsa pozostaje jedną z głównych przyczyn śmiertelności i zachorowalności na całym świecie, szczególnie wśród pacjentów na oddziałach intensywnej terapii (OIT). Wczesne rozpoznanie i przewidywanie wyników leczenia sepsy ma kluczowe znaczenie dla poprawy przeżywalności pacjentów. W ostatnich latach dokonano znacznego postępu w opracowywaniu modeli prognostycznych, które mogą pomóc lekarzom w przewidywaniu śmiertelności i podejmowaniu decyzji klinicznych u pacjentów z sepsą.123
Znaczenie wczesnego przewidywania wyników
Wczesne przewidywanie wyników sepsy ma ogromne znaczenie dla terminowego i intensywnego postępowania terapeutycznego. Przewidywanie śmiertelności pomaga w stratyfikacji pacjentów z OIT na różne kategorie ryzyka i przyczynia się do personalizacji opieki i leczenia. Pozwala również na identyfikację sytuacji, w których może być konieczne bardziej agresywne leczenie.456
Sepsa jest stanem zależnym od czasu, co oznacza, że im wcześniej rozpocznie się leczenie, tym lepsze rokowanie dla pacjenta. Szybkie pogorszenie stanu pacjentów z sepsą podkreśla znaczenie wczesnego wykrywania, ciągłego monitorowania i precyzyjnego prognozowania w celu poprawy wyników leczenia.78
Modele prognostyczne oparte na parametrach klinicznych
Opracowano kilka modeli przewidywania śmiertelności w ciągu 14-28 dni od wystąpienia epizodu ciężkiej sepsy. Jednym z takich modeli jest model oparty na kilku łatwo dostępnych zmiennych, który skutecznie przewiduje śmierć w ciągu 14 dni po pierwszym do czwartego epizodu ciężkiej sepsy powikłanej infekcją nabytą w społeczności, szpitalu lub OIT.9
Niezależnymi predyktorami zgonu w tym modelu są:
- Logistyczna dysfunkcja narządów (iloraz szans (OR), 1,22 na punkt, P 10-4)9
- Wstrząs septyczny (OR, 1,40; P = 0,01)9
- Ranga epizodu ciężkiej sepsy (1 referencja, 2: OR, 1,26; P = 0,10 3: OR, 2,64; P 10-3)9
- Wielokrotne źródła infekcji (OR; 1,45, P = 0,03)9
- Simplified Acute Physiology Score II (OR, 1,02 na punkt; P 10-4)9
- Wynik McCabe (≥2) (OR, 1,96; P 10-4)9
- Liczba przewlekłych chorób współistniejących (1: OR, 1,75; P 10-3, 2: OR, 2,24, P 10-3)9
Ten model prognostyczny zaprojektowano do przewidywania śmierci bezpośrednio związanej z ciężką sepsą, w przeciwieństwie do chorób współistniejących lub decyzji DNR (Do Not Resuscitate), które znacząco przyczyniają się do wskaźników śmiertelności w dłuższej perspektywie.10
Biomarkery w przewidywaniu wyników sepsy
Biomarkery odgrywają ważną rolę w prognozowaniu wyników leczenia pacjentów. Połączenie poziomów i klirensu różnych biomarkerów może dostarczyć cennych informacji prognostycznych dotyczących śmiertelności w sepsis.4
Badania wykazały, że połączenie pomiaru poziomów interleukiny-6 (IL-6), prokalcytoniny (PCT) i mleczanu (LAC) w różnych dniach po wystąpieniu sepsy może być wykorzystane do stworzenia modelu prognostycznego 28-dniowej śmiertelności z dobrą skutecznością i operacyjnością.11
W szczególności badania wykazały, że IL-6 może być cennym biomarkerem do przewidywania 28-dniowej śmiertelności w sepsie w porównaniu z innymi biomarkerami. Poziomy IL-6 były znacznie wyższe w grupie pacjentów, którzy nie przeżyli i miały wyższe wartości AUC (obszar pod krzywą) w porównaniu do innych biomarkerów.812
Inne obiecujące biomarkery to:
- PLS index (Peripheral Lymphocyte Subsets) – nowy wskaźnik oparty na podzbiorach limfocytów obwodowych, który może być niezależnym predyktorem 28-dniowej śmiertelności u pacjentów z sepsą. Większy indeks PLS zwiększa ryzyko śmiertelności w sepsie (OR (95% CI): 3,08 (1,18-9,67), P=0,041).13
- NRBCs (jądrzaste czerwone krwinki) – odsetek NRBCs może być jedynym akceptowalnym parametrem hematologicznym do przewidywania śmiertelności na OIT. Obecność NRBCs w rozmazie krwi wiąże się z gorszym rokowaniem u pacjentów z sepsą.14
- mHLA-DR (ekspresja antygenów HLA-DR na monocytach) – stanowi ważny wskaźnik funkcji monocytów i może być wiarygodnym markerem immunosupresji.15
Chociaż wysokie poziomy PCT i CRP na początku sepsy wiążą się ze złym rokowaniem, wartość prognostyczna PCT jest ograniczona.16
Systemy oceny klinicznej w prognozowaniu sepsy
Wśród powszechnych skal prognostycznych, najlepsze wyniki w przewidywaniu 28-dniowej śmiertelności osiągnęły SAPS II i SAPS III (Simplified Acute Physiology Score). Te systemy oceny wykazały dobrą zdolność do prognozowania śmiertelności u pacjentów z sepsą.12
W porównaniu do modelu opartego na regułach, średnia wartość AUC dla metody opartej na regułach jest wyższa niż dla wszystkich innych modeli z wyjątkiem SAPS-II, co pokazuje, że metoda oparta na regułach jest w stanie dać porównywalny lub nawet lepszy wynik przewidywania dla populacji z sepsą w porównaniu z większością powszechnych systemów oceny.17
Czynniki ryzyka wpływające na prognozę
Oprócz tradycyjnych wskaźników klinicznych, w najnowszych badaniach zidentyfikowano kilka istotnych czynników ryzyka wpływających na prognozę pacjentów z sepsą:
- Skala Glasgow (GCS), potas w surowicy i bilirubina w surowicy są jednymi z najważniejszych czynników ryzyka wpływających na prognozę śmiertelności populacji w badaniach. Interakcje między tymi czynnikami ryzyka mogą zmieniać lub wpływać na to, co wiemy o wpływie poszczególnych czynników ryzyka na wynik leczenia pacjenta.17
- Czynniki takie jak produkcja moczu, saturacja tlenem, średnie skurczowe ciśnienie krwi, poziomy mleczanu i zmienne związane z równowagą kwasowo-zasadową, takie jak pH i luka anionowa, są kluczowymi zmiennymi w rokowaniu sepsy.18
- Dodatkowo, nowododane czynniki takie jak RDW (rozpiętość rozkładu objętości erytrocytów), rodzaj oddziału OIT, nowotwór złośliwy i przerzutowy guz lity również znacząco wpływają na rokowanie.19
Techniki uczenia maszynowego w prognozowaniu sepsy
W ostatnich latach techniki uczenia maszynowego (ML) zyskały uwagę w dziedzinie medycyny w kontekście sepsy. ML jest obiecującym narzędziem do poprawy wykrywania sepsy i zarządzania nią.720
Kilka badań wykazało stosunkowo dobrą skuteczność w przewidywaniu długo- i krótkoterminowej śmiertelności związanej z sepsą, zazwyczaj wykorzystując więcej zmiennych niż w przypadku innych zadań.20
Modele uczenia maszynowego do przewidywania śmiertelności w sepsie:
- Random Forest – model klasyfikacji random forest wykazał wysoką czułość (95,45-97,55%), swoistość (100%) i dokładność (96,77-98,28%) z AUC 95-97,3%. Według klasyfikacji random forest, poziomy mleczanu, produkcja moczu i zmienne związane z równowagą kwasowo-zasadową były najważniejszymi zmiennymi wpływającymi na śmiertelność z powodu sepsy na OIT.21
- XGBoost – model osiągnął znormalizowany wynik użyteczności 0,494 na danych testowych i 0,378 na danych prospektywnych przy progu 0,3, wykazując zdolność do dokładnego identyfikowania sepsy na wczesnym etapie.22
- COMPOSER (model głębokiego uczenia) – wdrożenie COMPOSER było znacząco związane z 1,9% bezwzględną redukcją (17% względnego zmniejszenia) śmiertelności wewnątrzszpitalnej z powodu sepsy, 5,0% bezwzględnym wzrostem (10% względnego wzrostu) zgodności z pakietami leczenia sepsy i 4% redukcją 72-godzinnej zmiany SOFA po wystąpieniu sepsy w analizie przyczynowo-skutkowej.2
- RSF (Random Survival Forest) – model prognostyczny oparty na algorytmie RSF do przewidywania 30-dniowego ryzyka śmiertelności u starszych pacjentów z sepsą okazał się lepszy od tradycyjnego systemu oceny, z lepszym indeksem C (0,731 w kohorcie walidacyjnej).23
Interesującym odkryciem jest także fakt, że uczenie maszynowe zastosowane do minimalnych danych klinicznych pacjentów z rozpoznaniem sepsy, zawierających tylko wiek, płeć i liczbę epizodów septycznych, jest wystarczające do przewidywania wyniku przeżycia pacjentów. Po walidacji szpitale będą mogły szybko i wiarygodnie przewidzieć przeżycie pacjenta w ciągu kilku sekund, umożliwiając szybsze działanie lekarzy, co ma kluczowe znaczenie w przypadku choroby szybko prowadzącej do śmierci, takiej jak sepsa.2425
Wyzwania i ograniczenia w prognozowaniu sepsy
Pomimo postępów w zarządzaniu pacjentami z sepsą i strategiach terapeutycznych, sepsa pozostaje poważnym problemem na oddziałach intensywnej terapii, ponieważ istnieje wiele ograniczeń w jej wczesnej identyfikacji.3
Wdrożenie jednego modelu przewidywania sepsy we wszystkich placówkach i lokalizacjach opieki w systemach wieloszpitalnych może być niedopuszczalne ze względu na duże wahania w NNE (number needed to evaluate) w wielu placówkach. Metody łagodzenia stronniczości mogą identyfikować modele wykazujące poprawioną wydajność w większości placówek w zakresie zmniejszania obciążenia alertami, ale bez wpływu na długość okna predykcji.26
Wyzwania w prognozowaniu wyników sepsy obejmują:
- Brak typowego profilu ryzyka, co utrudnia wczesną diagnozę i stratyfikację ryzyka, hamując szybkie i skuteczne rozpoczęcie leczenia.16
- Ograniczona wartość prognostyczna niektórych biomarkerów, takich jak PCT.16
- Potrzeba walidacji modeli predykcyjnych na większych próbkach w badaniach wieloośrodkowych.11
- Trudności w ocenie, jak wykrywanie sepsy (a zwłaszcza przewidywanie sepsy) zmieni leczenie sepsy.20
Wpływ modeli predykcyjnych na wyniki leczenia
Implementacja modelu głębokiego uczenia COMPOSER do wczesnego przewidywania sepsy była związana ze znaczącym zmniejszeniem śmiertelności i znacznym wzrostem zgodności z pakietami leczenia sepsy. Wykorzystanie takich modeli w opiece klinicznej było również związane z poprawą pośrednich wyników, takich jak mniejsze uszkodzenie narządów w ciągu 72 godzin od momentu wystąpienia sepsy i poprawa elementów pakietów leczenia sepsy, co może wyjaśniać korzyści dotyczące śmiertelności.227
To pierwszy przypadek, w którym zgłoszono poprawę wyników pacjentów dzięki zastosowaniu modelu głębokiego uczenia do przewidywania sepsy.27
Przewidywanie wyników sepsy – kierunki na przyszłość
Pomimo wielu wysiłków na rzecz poprawy wyników, sepsa pozostaje jedną z najczęstszych przyczyn śmierci u pacjentów w stanie krytycznym. Jest to najczęstszy stan o wysokiej śmiertelności na oddziałach intensywnej terapii.16
W przyszłości integracja biomarkerów z klinicznymi systemami oceny może być sposobem na poprawę diagnozy i prognozy sepsy w warunkach nagłych, co jest ważne dla terminowej i skutecznej opieki nad pacjentami z sepsą.8
Kilka kierunków przyszłych badań obejmuje:
- Testowanie ekspresji mHLA-DR w większej liczbie badań klinicznych jako wiarygodnego przyszłego markera immunosupresji.15
- Zbieranie ostatnich postępów w zarządzaniu pacjentami z sepsą, nowych technologii i metod leczenia, które mogą przewidzieć wynik tego stanu, oraz nowych biomarkerów, które mogą prowadzić do wczesnej identyfikacji choroby.28
- Zastosowanie systemów ML do diagnozy i zarządzania sepsą może zmienić sposób, w jaki radzimy sobie z tą patologią, ale prawdopodobnie czeka nas długa droga.20
Podsumowując, choć istnieją obiecujące postępy w opracowywaniu modeli prognostycznych dla sepsy, nadal istnieje potrzeba bardziej zaawansowanych narzędzi diagnostycznych i prognostycznych. Wczesne wykrywanie i przewidywanie wyników sepsy pozostają kluczowe dla poprawy przeżywalności pacjentów z tym stanem zagrażającym życiu.1615
Kolejne rozdziały
Zapraszamy do dalszego czytania naszego leksykonu.
Wybierz kolejny rozdział z menu poniżej, aby otworzyć nową podstronę kompedium wiedzy i uzyskać szczegółowe informację o leku, substancji lub chorobie.
Materiały źródłowe
- #1 Enhancing sepsis management through machine learning techniques: A review | Medicina Intensivahttps://www.medintensiva.org/en-enhancing-sepsis-management-through-machine-articulo-S2173572722000157
Sepsis is a major public health problem and a leading cause of death in the world, where delay in the beginning of treatment, along with clinical guidelines non-adherence have been proved to be associated with higher mortality. […] To sum up, although the numbers vary, data seem to confirm that incidence and number of deaths due to sepsis increases but the case-fatality decreases. […] Different measures have shown a beneficial impact in terms of reducing mortality, and together with improvement in Intensive Care Unit (ICU) assistance, are the cause of this reduction. […] Despite the fact that adherence with management guidelines has been related with mortality reduction in several studies, sepsis bundles compliance is low. […] Recently, a new approach to the problem of sepsis has arisen, based on the application of new information technologies.
- #2 Impact of a deep learning sepsis prediction model on quality of care and survival | npj Digital Medicinehttps://www.nature.com/articles/s41746-023-00986-6
Sepsis remains a major cause of mortality and morbidity worldwide. […] Our objective was to assess the impact of a deep-learning model (COMPOSER) for the early prediction of sepsis on patient outcomes. […] The deployment of COMPOSER was significantly associated with a 1.9% absolute reduction (17% relative decrease) in in-hospital sepsis mortality (95% CI, 0.3%3.5%), a 5.0% absolute increase (10% relative increase) in sepsis bundle compliance (95% CI, 2.4%8.0%), and a 4% (95% CI, 1.1%7.1%) reduction in 72-h SOFA change after sepsis onset in causal inference analysis. […] This study suggests that the deployment of COMPOSER for early prediction of sepsis was associated with a significant reduction in mortality and a significant increase in sepsis bundle compliance. […] In this before-and-after quasi-experimental study, we demonstrated that the implementation of a real-time deep-learning model to predict sepsis in two EDs was associated with a 5.0% absolute increase in sepsis bundle compliance and a 1.9% absolute decrease in-hospital sepsis-related mortality.
- #3 Outcome of Sepsis and Prediction of Mortality Risk | Frontiers Research Topichttps://www.frontiersin.org/research-topics/33064/outcome-of-sepsis-and-prediction-of-mortality-risk/magazine
Sepsis is a life-threatening condition due to a dysregulated inflammatory response of the host in response to the infection. This leads to functional failure of multiple organs resulting in a high mortality rate worldwide. It is in fact one of the principal causes of death in the intensive care unit, posing a serious public health issue endangering critically ill patients. […] Although there have been signs of progress in managing septic patients and therapeutic strategies, sepsis is still a serious problem in the intensive care unit as there are many limitations in the early identification of the diseases. Biomarkers have been recognized for the early identification of sepsis although studies are still needed in this direction. It is moreover important to monitor the different clinical indices to examine the therapeutic effects of the treatment strategies to predict the outcome of the disease.
- #4 28-day sepsis mortality prediction model from combined serial interleukin-6, lactate, and procalcitonin measurements: a retrospective cohort studyhttps://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9816294/
Sepsis is a global medical issue owing to its unacceptably high mortality rate. Therefore, an effective approach to predicting patient outcomes is critically needed. We aimed to search for a novel 28-day sepsis mortality prediction model based on serial interleukin-6 (IL-6), lactate (LAC), and procalcitonin (PCT) measurements. […] Early mortality prediction is of great importance for timely and intensive management, which is a high priority for improving the outcomes of sepsis. […] However, several biomarkers have been shown to play an important role in predicting patient outcomes, we develop a 28-day sepsis mortality prediction model, according to the transparent reporting of a multivariable prediction model for individual prognosis or diagnosis (TRIPOD). […] The present study was established to preliminarily develop a novel simple prediction model for the prognosis of 28-day mortality of sepsis by combining the predictive performance of the levels and clearance of IL-6, LAC, and PCT.
- #5 Understanding the complexity of sepsis mortality prediction via rule discovery and analysis: a pilot study | BMC Medical Informatics and Decision Making | Full Texthttps://bmcmedinformdecismak.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12911-021-01690-9
Sepsis, defined as life-threatening organ dysfunction caused by a dysregulated host response to infection, has become one of the major causes of death in Intensive Care Units (ICUs). […] The early prediction of in-hospital mortality for sepsis patients is not only meaningful to medical decision making, but more importantly, relates to the well-being of patients. […] Prediction of clinical outcomes of patients with sepsis in ICUs is a vital research task. Length of hospital stay or ICU stay, in-hospital mortality, and readmission are often considered as the outcomes of interest. The early prediction of these outcomes are not only associated with improving the well-being of patients, but also relates to the evaluation of quality-of-care of health centers, the performance of healthcare practitioners, and the effectiveness of clinical decision making.
- #6 Understanding the complexity of sepsis mortality prediction via rule discovery and analysis: a pilot study | BMC Medical Informatics and Decision Making | Full Texthttps://bmcmedinformdecismak.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12911-021-01690-9
Improved predictions help to stratify ICU patients into different risk categories and contribute to personalized care and treatment. […] In our study, we apply a rule-based method on a sepsis data set to predict the in-hospital death events of the sepsis population. […] Both the internal validation and external validation demonstrate that the rules we discover are not only capable of mortality prediction for sepsis patients but are also informative in helping us understand the complexity of sepsis and its population. […] Our study demonstrates that, with the rule-based method, we could not only make accurate prediction on in-hospital death events of sepsis patients, but also reveal the complex relationship between sepsis-related risk factors through the rules themselves, so as to improve our understanding of the complexity of sepsis as well as its population.
- #7 Enhancing sepsis management through machine learning techniques: A review | Medicina Intensivahttps://www.medintensiva.org/en-enhancing-sepsis-management-through-machine-articulo-S2173572722000157
Concretely, Machine Learning (ML), a subfield of AI, has gained attention in the sector of medicine. […] The main objective of this work is to conduct a narrative review to provide an overview of how specific ML techniques can be used to improve sepsis management, focusing on the following specific tasks: detection, prediction of sepsis/shock, mortality prediction, hospital stay, costs and adherence to guides. […] Sepsis is a time-dependent syndrome, which implies that the sooner we start treatment, the better the prognosis. […] Of the 34 works covered in the present study, 12 of them explicitly deal with the task of sepsis prediction and sepsis severity prediction. […] Predicting sepsis-related mortality is important in order to both classify patients by their severity and identify those situations in which a more aggressive treatment may be necessary.
- #8 Can We Improve Mortality Prediction in Patients with Sepsis in the Emergency Department?https://www.mdpi.com/1648-9144/60/8/1333
Sepsis represents a global health challenge and requires advanced diagnostic and prognostic approaches due to its elevated rate of morbidity and fatality. […] The overall mortality was 49.25%. […] The levels of IL-6 were significantly higher in the non-survival group and had higher AUC values compared to the other biomarkers. […] In our study, IL-6 and SAPS II/III were the most accurate predictors of 28 day mortality for sepsis patients in the ED. […] The rapid deterioration of patients with sepsis emphasizes the importance of early detection, continuous monitoring, and precise prognosis to improve outcomes. […] Integration of these biomarkers with clinical scoring systems may be a way to improve sepsis diagnosis and prognosis in emergency settings, which is important for the timely and effective care of patients with sepsis.
- #9 Model for predicting short-term mortality of severe sepsishttps://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC2717433/
To establish a prognostic model for predicting 14-day mortality in ICU patients with severe sepsis overall and according to place of infection acquisition and to sepsis episode number. […] Independent predictors of death were logistic organ dysfunction (odds ratio (OR), 1.22 per point, P 10-4), septic shock (OR, 1.40; P = 0.01), rank of severe sepsis episode (1 reference, 2: OR, 1.26; P = 0.10 3: OR, 2.64; P 10-3), multiple sources of infection (OR; 1.45, P = 0.03), simplified acute physiology score II (OR, 1.02 per point; P 10-4), McCabe score ([greater than or equal to]2) (OR, 1.96; P 10-4), and number of chronic co-morbidities (1: OR, 1.75; P 10-3, 2: OR, 2.24, P 10-3). […] In ICU patients, a prognostic model based on a few easily obtained variables is effective in predicting death within 14 days after the first to fourth episode of severe sepsis complicating community-, hospital-, or ICU-acquired infection.
- #10 Model for predicting short-term mortality of severe sepsishttps://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC2717433/
The objective of this study was to design a prognostic model for predicting death within 14 days of severe sepsis onset at any time during the first 28 days of the ICU stay. […] We found that predicting death within 14 days after the onset of severe sepsis during the first 28 days in the ICU was feasible in patients with no to three previous episodes of severe sepsis. […] We developed a model for predicting death within 14 days after the diagnosis of the first, second, third or fourth episode of severe sepsis occurring within 28 days after ICU admission. The model is based on a few readily available variables. […] This prediction model is designed to predict death directly related to severe sepsis, as opposed to co-morbidities or DNR decisions, which contribute substantially to longer-term mortality rates.
- #11 28-day sepsis mortality prediction model from combined serial interleukin-6, lactate, and procalcitonin measurements: a retrospective cohort studyhttps://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9816294/
This retrospective single-center study demonstrated that combining the levels and clearance of IL-6, LAC, and PCT was valuable for predicting 28-day sepsis mortality. Specifically, the present study showed that combining IL-6D1, IL-6D3, PCTD1, PCTD3, and LACcD3 can provide a simple prediction model for 28-day sepsis mortality with good performance and good operability. […] The combination of IL-6D1, IL-6D3, PCTD1, PCTD3, and LACcD3 may be used to build a prediction model for 28-day sepsis mortality. These results still need to be verified in a larger sample size through multicenter-based research.
- #12 Can We Improve Mortality Prediction in Patients with Sepsis in the Emergency Department?https://www.mdpi.com/1648-9144/60/8/1333
Despite all these advances, there is a critical lack of validated prognostic tools for assessing mortality risk in sepsis patients in the ED. […] Our study demonstrated that IL-6 could be a valuable biomarker for predicting 28 day mortality in sepsis compared with the other biomarkers. […] Of the common predictive scores, the strongest performance in predicting 28 day mortality was achieved by SAPS II and SAPS III.
- #13 Establishment and assessment of mortality risk prediction model in patients with sepsis based on early-stage peripheral lymphocyte subsets | Aginghttps://www.aging-us.com/article/205772/text
This study is aimed to explore the value of lymphocyte subsets in evaluating the severity and prognosis of sepsis. […] The PLS index was independently and significantly associated with the 28-day mortality risk in septic patients (OR: 3.08, 95% CI: 1.18-9.67). […] Our study suggests that the decline of PLS occurred in the early stage of sepsis. The new novel PLS index can be an independent predictor of 28-day mortality in septic patients. The prediction model based on clinical parameters and the PLS index has relatively high predicting ability. […] The PLS index was significantly associated with the 28-day mortality in sepsis. […] Results demonstrate a larger PLS index will increase the mortality risk in sepsis (OR (95% CI): 3.08 (1.189.67), P=0.041). […] In conclusion, the decline of PLS occurred in the early stage of sepsis. A new novel PLS index can be used as an independent predictor of 28-day mortality in septic patients. The prediction model based on clinical parameters and the PLS index has higher predicting ability.
- #14 Extended Hematological Parameters and Short-Term Mortality in Sepsis Patients: A Retrospective Studyhttps://www.mdpi.com/2077-0383/14/9/3243
Extended Hematological Parameters and Short-Term Mortality in Sepsis Patients: A Retrospective Study […] Sepsis has a high mortality rate, with septic shock exceeding 50%. The most common score for diagnosis and prognosis in sepsis is the Sepsis-related Organ Failure Assessment (SOFA). […] The short-term mortality rate was 30%, with higher SOFA scores and significant differences in leukocyte, platelet, and erythrocyte parameters between survivors and non-survivors. […] The only reliable hematological parameter for predicting ICU mortality in sepsis patients may be the percentage of NRBCs. The presence of NRBCs in a blood smear is linked to a worse prognosis. […] Despite enormous progress being made in the management of sepsis, it is associated with high mortality, with the mortality rate in a septic shock reaching more than 50%, especially in elderly patients. […] Among different hematological parameters in sepsis patients, the only acceptable parameter for predicting ICU mortality is the percentage of NRBCs. The presence of NRBCs in a blood smear is associated with a worse prognosis in patients with sepsis.
- #15 Are there new approaches for diagnosis, therapy guidance and outcome prediction of sepsis?https://www.wjgnet.com/2220-315x/full/v5/i2/50.htm
The expression of mHLA-DR represents a valid indicator for monocyte function and should be tested in more clinical trials as it could be a reliable future marker for immunosuppression. […] The multiple organ failure (MOF) is the fatal end feature in the pathophysiology of sepsis. During severe sepsis or septic shock, development of organ dysfunction dramatically increases morbidity and mortality. […] Thus, early diagnosis and a rapid treatment initiation are even more of crucial importance for the prognosis. […] However, despite some interesting trials, a promising combination is still missing.
- #16 Are there new approaches for diagnosis, therapy guidance and outcome prediction of sepsis?https://www.wjgnet.com/2220-315x/full/v5/i2/50.htm
Beside many efforts to improve outcome, sepsis is still one of the most frequent causes of death in critically ill patients. It is the most common condition with high mortality in intensive care units. […] Since there is no typical risk profile, early diagnosis and risk stratification remain difficult, which hinders rapid and effective treatment initiation. […] The key to successful therapy remains the early detection of septic patients. Biomarkers may provide help for clinical decision-making and predicting sepsis-related outcome. […] Although CRP assessment does not sufficiently allow to discriminate between infectious and non-infectious stimuli, a secondary rise in CRP level after 3 to 4 d after infection, surgery or trauma could be helpful for diagnosing septic complications. […] Despite the association of high PCT and CRP levels in the onset of sepsis with poor outcome, the prognostic value of PCT is limited.
- #17 Understanding the complexity of sepsis mortality prediction via rule discovery and analysis: a pilot study | BMC Medical Informatics and Decision Making | Full Texthttps://bmcmedinformdecismak.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12911-021-01690-9
The mean AUC of rule-based method is higher than all other models except SAPS-II, which demonstrates that rule-based method is able to yield a comparable or even better prediction result on the sepsis population compared with most common scoring systems. […] The top 10 rules identified by the method have found that GCS, serum potassium and serum bilirubin are among the most important risk factors for mortality prediction of the population in our study, and the interactions between these risk factors may change or influence what we have known about the effect of a risk factor on the patient outcome.
- #18 Sepsis mortality prediction with Machine Learning Tecniques | Medicina Intensivahttps://www.medintensiva.org/en-sepsis-mortality-prediction-with-machine-articulo-S2173572724001310
The most critical variables in our database have been the average lactate level, diuresis (urine output), pH, and systolic pressure. […] The study’s second objective was calculating the random forest obtained from the public database MIMIC III. The study population was 4559 patients, of which 741 patients died from sepsis. The sensitivity of the classification model was 97.55%, the specificity was 100%, and the accuracy was 98.28% with an AUC of 97.3%. […] The main conclusion is the importance of the variables urine output, satO2, Sisbp mean, lactate levels, and variables related to acid-base equilibrium, such as pH and anion gap. Another conclusion is that despite the difference in the number of variables, the machine learning models calculated with the local database and the MIMIC III database have similar accuracies, sensitivities, and specificities. […] In both databases, lactate levels, average urine production, and variables related to acid-base equilibrium are critical variables in the prognosis of sepsis.
- #19 Prediction of prognosis in elderly patients with sepsis based on machine learning (random survival forest) | BMC Emergency Medicine | Full Texthttps://bmcemergmed.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12873-022-00582-z
The calibration curve further confirmed that the newly constructed RFS model could be used to predict 30-day mortality in elderly patients with sepsis. […] In short, we use RSF to overcome the weaknesses of traditional survival analysis methods to build a model with high predictive performance. […] We constructed a prognostic model for predicting 30-day mortality risk in elderly patients with sepsis based on the machine learning (RSF algorithm), and it proved superior to the traditional scoring system. The risk factors affecting the patients were also ranked. In addition to the common risk factors of vasopressors, ventilator use, and urine output. Newly added factors such as RDW, type of ICU unit, malignant cancer, and metastatic solid tumor also significantly influence prognosis.
- #20 Enhancing sepsis management through machine learning techniques: A review | Medicina Intensivahttps://www.medintensiva.org/en-enhancing-sepsis-management-through-machine-articulo-S2173572722000157
To sum up, different works have shown a relatively good performance predicting long and short-term sepsis related mortality, usually employing more variables than in previous tasks. […] Despite the fact that it is difficult to assess how sepsis detection (and especially, sepsis prediction) will change sepsis treatment, in this work we have tried to elucidate if ML techniques could improve, by themselves, sepsis treatment. […] In the future, application of ML systems to sepsis diagnosis and management could change our way of dealing with this pathology. […] However, ML-based health care is far from ideal. […] ML is a very promising tool to improve sepsis detection and management, but there is probably a long way in front of us and to go along it, we will need to work as a team with partners unknown until now, like AI experts.
- #21 Sepsis mortality prediction with Machine Learning Tecniques | Medicina Intensivahttps://www.medintensiva.org/en-sepsis-mortality-prediction-with-machine-articulo-S2173572724001310
Sepsis mortality prediction with Machine Learning Tecniques […] To develop a sepsis death classification model based on machine learning techniques for patients admitted to the Intensive Care Unit (ICU). […] A random forest classification model was calculated using the local and MIMIC III databases. The sensitivity of the model of our database, considering all the variables classified as important by the random forest, was 95.45%, the specificity was 100%, the accuracy was 96.77%, and an AUC of 95%. In the case of the model based on the MIMIC III database, the sensitivity was 97.55%, the specificity was 100%, and the precision was 98.28%, with an AUC of 97.3%. […] According to random forest classification in both databases, lactate levels, urine output and variables related to acid-base equilibrium were the most important variable in mortality due to sepsis in the ICU. The potassium levels were more critical in the MIMIC III database than the local database.
- #22 Early prediction of onset of sepsis in Clinical Settinghttps://arxiv.org/html/2402.03486v1
The normalized utility score is a comprehensive metric that considers various factors, including sensitivity, specificity, and prediction time. […] The model achieved a normalized utility score of 0.494 on test data and 0.378 on prospective data with threshold of 0.3, demonstrating its ability to identify sepsis at an early stage accurately. […] Overall, this ML/DL technique enable us to use a collection of different scoring techniques, lab values, demographic information and derived features to help prognosis of sepsis.
- #23 Prediction of prognosis in elderly patients with sepsis based on machine learning (random survival forest) | BMC Emergency Medicine | Full Texthttps://bmcemergmed.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12873-022-00582-z
Elderly patients with sepsis have many comorbidities, and the clinical reaction is not obvious. Thus, clinical treatment is difficult. […] We constructed a prognostic model to predict a 30-day mortality risk in elderly patients with sepsis based on machine learning (RSF algorithm), and it proved superior to the traditional scoring systems. […] The new model provided a better C-index (0.731 in the validation cohort). […] The calibration curve described the agreement between the predicted probability of RSF model and the observed 30-day survival. […] Our model is unique, it ranked clinically common laboratory examinations and comorbidities according to the variable importance through RSF, and selected the top 30 variables to build the final RSF model, which is not done in traditional scoring systems.
- #24 Survival prediction of patients with sepsis from age, sex, and septic episode number alone | Scientific Reportshttps://www.nature.com/articles/s41598-020-73558-3
Sepsis is a life-threatening condition caused by an exaggerated reaction of the body to an infection, that leads to organ failure or even death. Since sepsis can kill a patient even in just one hour, survival prediction is an urgent priority among the medical community: even if laboratory tests and hospital analyses can provide insightful information about the patient, in fact, they might not come in time to allow medical doctors to recognize an immediate death risk and treat it properly. […] Our results can have a huge impact on clinical settings, allowing physicians to forecast the survival of patients by sex, age, and septic episode number alone. […] Our findings show that machine learning applied to minimal clinical records of patients diagnosed with sepsis, containing only age, sex, and number of septic episode, is sufficient to predict the survival outcome of the patients themselves.
- #25 Survival prediction of patients with sepsis from age, sex, and septic episode number alone | Scientific Reportshttps://www.nature.com/articles/s41598-020-73558-3
If validated, hospitals will be able to quickly and reliably predict a patients survival in few seconds, allowing for quicker action from the doctors, which is crucial for a quick-to-kill illness like sepsis. […] These results show, additionally, the level of generalizability of our approach, that is able to correctly predict survived patients just from sex, age, and septic episode even when our models are trained and tested on two different cohorts.
- #26 False hope of a single generalisable AI sepsis prediction model: bias and proposed mitigation strategies for improving performance based on a retrospective multisite cohort study | BMJ Quality & Safetyhttps://qualitysafety.bmj.com/cgi/content/short/bmjqs-2024-018328v1?rss=1
Objective To identify bias in using a single machine learning (ML) sepsis prediction model across multiple hospitals and care locations; evaluate the impact of six different bias mitigation strategies and propose a generic modelling approach for developing best-performing models. […] Implementing a single sepsis prediction model across all sites and care locations within multihospital systems may be unacceptable given large variances in NNE across multiple sites. Bias mitigation methods can identify models demonstrating improved performance across most sites in reducing alert burden but with no impact on the length of the prediction window.
- #27 Impact of a deep learning sepsis prediction model on quality of care and survival | npj Digital Medicinehttps://www.nature.com/articles/s41746-023-00986-6
Our findings also suggest that the utilization of such models in clinical care was also associated with improvements in intermediate outcomes, such as less organ injury at 72h from the time of sepsis and improvements in elements of sepsis bundles which may explain the mortality benefit described. […] To our knowledge, this is the first time that the improvement of patient outcomes due to the use of a deep-learning model for sepsis prediction has been reported.
- #28 Outcome of Sepsis and Prediction of Mortality Risk | Frontiers Research Topichttps://www.frontiersin.org/research-topics/33064/outcome-of-sepsis-and-prediction-of-mortality-risk/magazine
With this Research Topic, we want to collect the recent advances in septic patients management, new technologies, and treatments that can predict the outcome of this condition, and new biomarkers which can lead to early identification of the disease. […] Prognostic biomarkers and factors of sepsis.