Dergiler / Acıbadem Üniversitesi Sağlık Bilimleri Dergisi / 2022 / Cilt: 13 - Sayı: 2

İdrar Yolu Enfeksiyonu olan Yoğun Bakım Hastalarında Biyokimya Parametreleri Kullanarak Makine Öğrenmesi ile Gram boyama tahmini

Gram Stain Prediction with Machine Learning Techniques Using Biochemical Parameters in ICU Patients with Urinary Tract Infection

Sayfa
213–219
Yayın Tarihi
2022-10-11
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Bulgular: Sınıflandırmada ANN (Artificial Neural Networks), SVM (Support vector machine), KNN (K-Nearest Neighbors), DTL (Decision Tree Learning) gibi birçok sınıflandırıcı kullanılmış olup, en yüksek sınıflandırma başarısına ANN ile ulaşılmıştır.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Amaç: Bu çalışma, yoğun bakımda yatan ve idrar yolu enfeksiyonu bulunan hastalarda başlangıç tedavi seçimine rehberlik etmek için Gram boyamaya alternatif olabilecek, biyokimya tetkikleri ile oluşturulmuş makine öğrenmesi algoritmalarının etkililiğine odaklanmıştır.
📊
Temel Bulgular & Veri:Yöntem: Çalışmaya alınan örnekler laboratuvardan Gram boyama isteği yapılmış ve Gram boyamaya eş zamanlı TİT, CBC ve CRP isteği yapılmış 203 yoğun bakım hastasından geriye yönelik oluşturulmuştur.
💡
Sonuç & Katkı:Bulgular: Sınıflandırmada ANN (Artificial Neural Networks), SVM (Support vector machine), KNN (K-Nearest Neighbors), DTL (Decision Tree Learning) gibi birçok sınıflandırıcı kullanılmış olup, en yüksek sınıflandırma başarısına ANN ile ulaşılmıştır.
🔬Tür:Laboratuvar & Saha Deneyi
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Alan Parametreleri

Özet

Amaç: Bu çalışma, yoğun bakımda yatan ve idrar yolu enfeksiyonu bulunan hastalarda başlangıç tedavi seçimine rehberlik etmek için Gram boyamaya alternatif olabilecek, biyokimya tetkikleri ile oluşturulmuş makine öğrenmesi algoritmalarının etkililiğine odaklanmıştır. Yöntem: Çalışmaya alınan örnekler laboratuvardan Gram boyama isteği yapılmış ve Gram boyamaya eş zamanlı TİT, CBC ve CRP isteği yapılmış 203 yoğun bakım hastasından geriye yönelik oluşturulmuştur. Çalışmada, biyokimya laboratuvar parametreleri kullanarak Gram boyamaya alternatif, Gram-negatif ve Gram-pozitif bakteri tahmini için sınıflandırma yapılmıştır. Bulgular: Sınıflandırmada ANN (Artificial Neural Networks), SVM (Support vector machine), KNN (K-Nearest Neighbors), DTL (Decision Tree Learning) gibi birçok sınıflandırıcı kullanılmış olup, en yüksek sınıflandırma başarısına ANN ile ulaşılmıştır. Sınıflandırma sonucu ANN ile %84.6 Acc, %88.5 Sn, %73.5 Sp değerlerine ulaşılmıştır. Sonuç: Özellikle algoritmanın yüksek özgüllüğü ve doğruluğu, yoğun bakım hastalarında idrar yolu enfeksiyonu ampirik antibiyotik tedavisi seçiminde kullanılabileceğini, laboratuvar testlerinin makine öğrenmesi metotları ile harmanlanarak daha gelişmiş ve teknolojik imkanlar sağlayabileceğini göstermiştir.

Abstract

Purpose: The aim of this study was to develop a useful algorithm based on complete blood count (CBC), urinalysis, and biochemical parameters that could be an alternative to Gram staining in the prediction of UTI and the determination of initial antibiotic treatment in ICU patients. Methods: All the specimens included in the study were obtained from ICU patients and were subjected to Gram staining in the laboratory. Simultaneously, CBC, urinalysis, and biochemical tests were performed for each specimen. A classification based on biochemical parameters was performed for the estimation of Gram-negative and Gram-positive bacteria, as an alternative to Gram staining. Results: Classification was achieved using multiple classification systems including Artificial Neural Networks (ANN), Support Vector Machine (SVM), the K-Nearest Neighbors (KNN), and Decision Tree Language (DTL) and the best classification performance was achieved by ANN, with an accuracy of 84.6%, a sensitivity of 88.5%, and a specificity of 73.5%. Conclusion: The high specificity and accuracy of the algorithm indicated that this algorithm can be effectively used in the selection of empirical antibiotic treatment for ICU patients with UTI and can provide more advanced and technological opportunities by combining laboratory parameters with machine learning techniques.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

Ayyıldız, H., Tuncer, S. A., Kalaycı, M., Aslan, R. (2022). İdrar Yolu Enfeksiyonu olan Yoğun Bakım Hastalarında Biyokimya Parametreleri Kullanarak Makine Öğrenmesi ile Gram boyama tahmini. Acıbadem Üniversitesi Sağlık Bilimleri Dergisi, Cilt: 13 - Sayı: 2, 213–219. https://ajindex.com/articles/427402

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (12)

  1. Saint S, Chenoweth CE. Biofi lms and catheter-associated urinary tract infections. Infect Dis Clin North Am. 2003; 17: 411-32
  2. Warren JW. The catheter and urinary tract infection. Med Clin North Am. 1991; 75: 481-93 3. Maki DG, Tambyah PA. Engineering out the risk for infection with urinary catheters. Emerg Infect Dis. 2001; 7: 342-7
  3. Liu Y, Xiao D, Shi XH. Urinary tract infection control in intensive care patients. Medicine (Baltimore). 2018; 97(38): e12195
  4. Richards MJ, Edwards JR, Culver DH, et al. Nosocomial infections in combined medical-surgical care units in the United States. Infect Control Hosp Epidemiol. 2000; 21: 510-15
  5. Liu VX, Fielding-Singh V, Greene JD, et al. The Timing of Early Antibiotics and Hospital Mortality in Sepsis. Am J Respir Crit Care Med. 2017; 196(7): 856-63
  6. Khilnani GC, Zirpe K, Hadda V, et al. Guidelines for Antibiotic Prescription in Intensive Care Unit. Indian J Crit Care Med. 2019; 23(Suppl 1): 1-63 8. Shlaes DM, Gerding DN, John Jr JF, et al. Society for Healthcare Epidemiology of America and Infectious Diseases Society of America Joint Committee on the Prevention of Antimicrobial Resistance: guidelines for the prevention of antimicrobial resistance in hospitals. Infect Control Hosp Epidemiol. 1997; 18:275-91
  7. Kaki R, Elligsen M, Walker S, et al. Impact of antimicrobial stewardship in critical care: a systematic review. J Antimicrob Chemother. 2011; 66:1223–30
  8. WHO. Global action plan on antimicrobial resistance. 2015. http:// apps.who.int/iris/bitstream/10665/193736/1/9789241509763_ eng.pdf. Acsessed 1 Nov 2018
  9. Kavvas ES, Catoiu E, Mih N, et al. Machine learning and structural analysis of Mycobacterium tuberculosis pan-genome identifies genetic signatures of antibiotic resistance. Nat Commun. 2018; 9(1): 4306
  10. Richardson A, Signor BM, Lidbury BA, et al. Clinical chemistry in higher dimensions: Machine-learning and enhanced prediction from routine clinical chemistry data. Clin. Biochem. 2016; 49; 1213-20
  11. Wildenhain J, Spitzer M, Dolma S, et al. Prediction of Synergism from Chemical-Genetic Interactions by Machine Learning. Cell Syst. 2015;1(6):383-95 14. Congjie He, Meng Ma, Ping Wang. Extract InterpretabilityAccuracy balanced Rules from Artificial Neural Networks: A Review. Neurocomputing. 2020; 387: 346-58
  12. Xu M, Papageorgiou DP, Abidi SZ, et al. A deep convolutional neural network for classification of red blood cells in sickle cell anemia. PLoS Comput Biol. 2017; 13(10): e10