Στοιχεία επιβλεπόντων καθηγητών:
Σύψα Βασιλική-Αναστασία, Επίκουρη Καθηγήτρια, Ιατρική, ΕΚΠΑ
Μπουρνέτας Απόστολος, Καθηγητής, Τμήμα Μαθηματικών, ΕΚΠΑ
Μπάμια Χριστίνα, Αναπληρώτρια Καθηγήτρια, Ιατρική, ΕΚΠΑ
Περίληψη:
Σκοπός της παρούσας διπλωματικής ήταν να πραγματοποιηθεί μια ανασκόπηση και αναλυτική περιγραφή των μεθόδων που χρησιμοποιούνται για την ανάπτυξη και επαλήθευση των προγνωστικών μοντέλων σε δίτιμες εκβάσεις, να αναπτυχθεί μία ανασκόπηση της μεθόδου με την οποία μπορεί να κατασκευαστεί μία κλίμακα από ένα τέτοιο προγνωστικό μοντέλο ούτως ώστε να διευκολυνθεί η χρήση του στην καθημερινή πρακτική, καθώς και να πραγματοποιηθεί μία εφαρμογή σε πραγματικά δεδομένα.
Τα βήματα που χρειάζονται απαραίτητα για την διαμόρφωση ενός προγνωστικού μοντέλου είναι αρχικά, ο καθορισμός της έκβασης και όλων των υποψήφιων προγνωστικών παραγόντων, και η επιλογή του σωστού τύπου μοντέλου ανάλογα με τα δεδομένα. Συγκεκριμένα για δίτιμες εκβάσεις, επιλέγεται το λογαριθμιστικό μοντέλο παλινδρόμησης. Έπειτα, πρέπει να γίνει μία σωστή διαχείριση ελλειπουσών τιμών ανάλογα με το είδος τους. Το ακόλουθο βήμα είναι η κωδικοποίηση των συνεχών μεταβλητών η οποία γίνεται με πολλές μεθόδους ανάλογα με την μεταβλητή (Διχοτόμηση, Κατηγοριοποίηση, Χρήση της μεταβλητής ως γραμμική, Πολυωνυμική μορφή, Κλασματική πολυωνυμική μορφή και Splines). Ακολούθως, επιλέγεται η μέθοδος επιλογής προγνωστικών παραγόντων κινδύνου (π.χ. βηματική ή bootstrap). Ακόμη, μπορεί να επιλεχθεί ως τελικό μοντέλο το μοντέλο με όλους τους πιθανούς προγνωστικούς παράγοντες κινδύνου, χωρίς περαιτέρω μείωσή τους, μέσω διαδικασίας επιλογής. Εφόσον έχει επιλεχθεί η μέθοδος επιλογής των μεταβλητών του τελικού μοντέλου, ακολουθεί η εκτίμηση των συντελεστών παλινδρόμησης, η οποία συνήθως γίνεται με την μέθοδο μέγιστης πιθανοφάνειας. Παρόλα αυτά νέες μέθοδοι αναφέρονται στην βιβλιογραφία (Μέθοδος ομοιόμορφης συρρίκνωσης, Ποινικοποιημένη εκτίμηση μέγιστης πιθανοφάνειας, μέθοδος LASSO, Μέθοδος κορυφογραμμής), με σκοπό να περιορίσουν την υπερπροσαρμογή του μοντέλου.
Απαραίτητη είναι η επικύρωση του τελικού μοντέλου με εσωτερική ή εξωτερική επικύρωση και η αξιολόγηση του ως προς την ικανότητα βαθμονόμησής του, την ικανότητα διαχωριστικότητας του και την κλινική του χρησιμότητα. Τέλος, η δημιουργία κλίμακας βαθμονόμησης για το μοντέλο συμβάλλει στην διευκόλυνση της χρήσης του από τους ειδικούς.
Για την εφαρμογή σε δεδομένα, χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα από το Γενικό Νοσοκομείο Αθηνών «Λαϊκό» προκειμένου να αξιολογηθούν οι παράγοντες κινδύνου για ύπαρξη του Χρυσίζοντος σταφυλόκοκκου ανθεκτικού στην μεθικιλλίνη (MRSA) κατά την εισαγωγή των ασθενών στο νοσοκομείο. Ένα προγνωστικό εργαλείο για την ταυτοποίηση των ασθενών αυτών θα ήταν χρήσιμο για την απλοποίηση της πολιτικής του ελέγχου του MRSA στα νοσοκομεία. Στην εφαρμογή μετά από προδρομική βηματική μέθοδο επιλογής παραγόντων σε επίπεδο στατιστικής σημαντικότητας 5%, προέκυψαν επτά στατιστικά σημαντικοί παράγοντες κινδύνου για την μόλυνση του σταφυλόκοκκου ανθεκτικού στην μεθικιλλίνη (MRSA): διαβήτης, διαμονή σε γηροκομείο, πρόσφατη χρήση αντιβιοτικών, άνοια / ψυχιατρικές ασθένειες, χρόνια δερματική ασθένεια, πρόσφατη παραμονή σε νοσοκομείο, φύλο. Μετά από εσωτερική επικύρωση στο μοντέλο, προέκυψε τιμή καλής προσαρμογής c-statistic ίση με 1.031 με 95% Δ.Ε (0.891, 1,171), τιμή AUC ίση με 0.768 με 95% Δ.Ε (0.697,0.839) και τιμή διαχωριστικότητας ίση με 0.051. Το προγνωστικό μοντέλο που δημιουργήθηκε, με βάση την εσωτερική επικύρωση που εφαρμόστηκε, φαίνεται ότι μπορεί να προβλέψει ικανοποιητικά την έκβαση. Παρόλα αυτά η εξωτερική επικύρωση θα παρείχε περισσότερες πληροφορίες για την δύναμη του προγνωστικού αυτού μοντέλου.
Η μοντέρνα ιατρική βασίζεται, όλο και περισσότερο στα διαγνωστικά, προγνωστικά μοντέλα με σκοπό να ενημερώσει τα άτομα και τους επαγγελματίες υγείας για τους κινδύνους παρουσίας ή εμφάνισης μίας έκβασης και να καθοδηγήσει τις κλινικές αποφάσεις που σκοπό έχουν να μετριάσουν τους κινδύνους αυτούς. Ως εκ τούτου, τα προγνωστικά μοντέλα έχουν όλο και μεγαλύτερη χρησιμότητα στην ιατρική πράξη.
Λέξεις-κλειδιά:
προγνωστικά μοντέλα, δίτιμες εκβάσεις, επαλήθευση προγνωστικού μοντέλου, σχεδιασμός προγνωστικού μοντέλου
