فريق المستشفى الأول بجامعة بكين ينشر أول نموذج لغوي كبير في العالم للتنبؤ بخطر الإصابة الكلوية الحادة وتفسير أسبابها

الخلفية

إصابة الكلى الحادة (AKI) هي حالة حرجة شائعة بين المرضى المنومين، ذات معدلات حدوث ووفيات مرتفعة. لا يوجد حاليًا علاج محدد متاح، مما يجعل التحديد المبكر للمرضى عاليي الخطر مفتاحًا لتحسين الإنذار.

تواجه نماذج التنبؤ بالخطر الحالية تحديين رئيسيين في النشر السريري: معدلات إيجابية كاذبة عالية تتراوح من 70% إلى 94% قد تؤدي إلى إرهاق الإنذارات بين الطاقم الطبي، وخصائصها الصندوق الأسود التي لا تُخرج عوامل سريرية قابلة للتفسير أو التنفيذ.

ما تحقق

طور فريق من قسم الكلى في المستشفى الأول لجامعة بكين بقيادة البروفيسور لي يانغ والبروفيسور المشارك تشي زي تشنغ ما يصفه خبر المستشفى بأنه أول إطار عمل لنموذج لغوي كبير في العالم للتنبؤ بخطر الإصابة الكلوية الحادة وتفسير أسبابها. البروفيسور لي يانغ هو أستاذ وطبيب رئيسي ومشرف دكتوراه ونائب رئيس المستشفى ونائب مدير معهد أمراض الكلى بجامعة بكين ومدير قسم أمراض الكلى بجامعة بكين. البروفيسور المشارك تشي زي تشنغ هو أستاذ مشارك وطبيب رئيسي معاون وأمين قسم أمراض الكلى بجامعة بكين.

نُشرت الورقة بعنوان "Large language model driven multicenter prediction and explainable risk attribution of acute kidney injury" في Nature Communications. كانت الدراسة تحليلًا جماعيًا بأثر رجعي متعدد المراكز باستخدام بيانات السجلات الطبية الإلكترونية من 140,637 حالة قبول مريض منوم في أربعة مستشفيات صينية متنوعة جغرافيًا ومختلفة المستويات.

استخدم الفريق Qwen2.5-7B كنموذج أساسي. بعد التدريب المسبق الخاص بالمجال والضبط الدقيق على مدونة كلوية تضم 4.26 مليار توكن، أنشأوا AKI-PM للتنبؤ وAKI-RAM لتفسير الخطر. حقق AKI-PM AUC بقيمة 0.95 ودقة 0.91 وقيمة تنبؤية إيجابية 0.68 في التحقق الداخلي، محافظًا على AUC 0.92-0.96 وقيمة تنبؤية إيجابية 0.69-0.74 في التحقق الخارجي بعد التكيف قليل اللقطات. قُيّم AKI-RAM بواسطة ستة أخصائيي كلى على 200 حالة، وحصل على درجات عالية (مقياس ليكرت 4.18-4.88) مع موثوقية بين المقيمين متوسطة إلى جيدة. يخطط الفريق للتحقق الاستباقي في السيناريوهات السريرية الحقيقية.

كيف يعمل

النماذج اللغوية الكبيرة هي شكل من أشكال الذكاء الاصطناعي المدرب على كميات هائلة من النصوص لفهم السياق ومعالجة المعلومات وتوليد مخرجات لغة طبيعية. أنشأ الباحثون مدونة متخصصة مركزة على الكلى (AKICorpus) تضم 4.26 مليار توكن مستمدة من إرشادات الطب القائم على الأدلة حول AKI ومنشورات PubMed المتعلقة بالكلى والملاحظات السريرية من قواعد البيانات العامة بما في ذلك MIMIC-IV وeICU وملاحظات السجلات الصحية الإلكترونية الخاصة من 47,750 حالة قبول في المستشفى الأول لجامعة بكين. استخدمت هذه المدونة للتدريب المسبق المستمر لنموذج Qwen2.5-7B لتضمين المعرفة المتعلقة بأمراض الكلى، تلاها الضبط الدقيق الخاضع للإشراف على بيانات المرضى والمحاذاة الخبيرة.

يحلل AKI-PM البيانات في الوقت الحقيقي من السجل الطبي الإلكتروني للمريض للتنبؤ ديناميكيًا بخطر حدوث AKI خلال الـ24 ساعة التالية، مع وقت استنتاج سريع يدعم التطبيق المحتمل في الوقت الحقيقي. بالنسبة للمرضى المتوقع أن يكونوا معرضين لخطر عالٍ، يولد AKI-RAM مخرجات منظمة قابلة للتفسير تميز عوامل الخطر السريرية القابلة للتعديل (تلك القابلة للتدخل مثل تعديلات الأدوية أو إدارة السوائل) عن غير القابلة للتعديل وتقدم توصيات تدخل شخصية قابلة للتنفيذ سريريًا بلغة مفهومة للأطباء.

ماذا يعني ذلك للمرضى الدوليين

قسم الكلى في المستشفى الأول لجامعة بكين هو رائد وطني في رعاية وأبحاث أمراض الكلى. يمكن للمرضى الدوليين الباحثين عن رعاية كلوية في المستشفى الوصول إلى الخدمات من خلال عيادة الاحتياجات الخاصة، التي توفر وصولاً أولويًا إلى المتخصصين. بعض الأطباء قادرون على التواصل باللغة الإنجليزية، ويقبل المستشفى بعض التأمينات الدولية (عادةً ما يتطلب دفعًا مقدمًا ومطالبات تعويض لاحقة).

تمثل نماذج AKI الموصوفة تقدمًا بحثيًا مبنيًا على بيانات بأثر رجعي. من المخطط التحقق الاستباقي في العالم الحقيقي السريري لكن التوافر السريري الروتيني الحالي غير مُبلغ عنه. يجب على المرضى الدوليين الاتصال بالمستشفى مباشرة لتأكيد الأهلية وتوافر الخدمات ذات الصلة ودعم اللغة وأي دمج لمثل هذه الأدوات التنبؤية لحالتهم الفردية.

نبذة عن المستشفى

المستشفى الأول لجامعة بكين هو مستشفى شامل كبير من الدرجة الثالثة أ من الدرجة أ يقع في بكين. تأسس في 1915، وهو تابع لجامعة بكين ويدمج الخدمات الطبية والتدريس والبحث والطب الوقائي. تم تعيينه كمستشفى معين من الحكومة المركزية ويعمل كقاعدة للمبادرات الصحية الوطنية.

أسس قسم الكلى في المستشفى تخصص أمراض الكلى في الصين في الخمسينيات من القرن الماضي ويُعترف به كمركز رائد لأمراض الكلى، وهو موطن للمختبر الرئيسي لأمراض الكلى التابع لوزارة الصحة ويساهم في الإرشادات السريرية الوطنية. يحافظ على تخصصات سريرية رئيسية وطنية متعددة، ويجري أحجامًا كبيرة من الرعاية المعقدة بما في ذلك خزعات الكلى، ويشغل خدمات الاحتياجات الخاصة للمرضى بمن فيهم القادمون من الخارج.