Equipe do Primeiro Hospital da Universidade de Pequim publica o primeiro LLM do mundo para predição e atribuição de risco de lesão renal aguda

Contexto

A lesão renal aguda (LRA) é uma condição crítica comum entre pacientes internados, com altas taxas de incidência e mortalidade. Atualmente, não há tratamento específico disponível, tornando a identificação precoce de pacientes de alto risco fundamental para melhorar o prognóstico.

Modelos existentes de predição de risco enfrentam dois grandes desafios na implantação clínica: altas taxas de falsos positivos variando de 70% a 94% que podem levar à fadiga de alarmes entre a equipe médica, e suas características de caixa preta que não produzem fatores clínicos explicáveis ou executáveis.

O que foi alcançado

Uma equipe da Divisão Renal do Primeiro Hospital da Universidade de Pequim liderada pelo Professor Li Yang e pela Professora Associada Xizi Zheng desenvolveu o que as notícias do hospital descrevem como o primeiro framework de modelo de linguagem de grande escala do mundo para predição e atribuição de risco de lesão renal aguda. O Professor Li Yang é professor, médico-chefe, supervisor de doutorado, vice-presidente do hospital, vice-diretor do Instituto de Nefrologia da Universidade de Pequim e diretor do Departamento de Nefrologia da Universidade de Pequim. A Professora Associada Xizi Zheng é professora associada, médica-chefe adjunta e secretária do Departamento de Nefrologia da Universidade de Pequim.

O artigo intitulado "Large language model driven multicenter prediction and explainable risk attribution of acute kidney injury" foi publicado na Nature Communications. O estudo foi uma análise de coorte retrospectiva multicêntrica usando dados de registros médicos eletrônicos de 140.637 admissões de pacientes internados em quatro hospitais chineses geograficamente diversos de diferentes níveis.

A equipe usou o Qwen2.5-7B como modelo base. Após pré-treinamento específico de domínio e ajuste fino em um corpus de nefrologia de 4,26 bilhões de tokens, eles criaram o AKI-PM para predição e o AKI-RAM para atribuição de risco. O AKI-PM alcançou uma AUC de 0,95, precisão de 0,91 e valor preditivo positivo de 0,68 na validação interna, mantendo AUC de 0,92-0,96 e VPP de 0,69-0,74 na validação externa após adaptação few-shot. O AKI-RAM foi avaliado por seis nefrologistas em 200 casos, recebendo altas pontuações (escala Likert 4,18-4,88) com confiabilidade interavaliadores moderada a boa. A equipe planeja validação prospectiva em cenários clínicos reais.

Como funciona

Modelos de linguagem de grande escala são uma forma de inteligência artificial treinada em grandes quantidades de texto para entender contexto, processar informações e gerar saídas em linguagem natural. Os pesquisadores construíram um corpus especializado focado em rins (AKICorpus) de 4,26 bilhões de tokens extraídos de diretrizes de medicina baseada em evidências sobre LRA, publicações relacionadas a rins no PubMed, notas clínicas de bases de dados públicas incluindo MIMIC-IV e eICU, e notas proprietárias de registros eletrônicos de saúde de 47.750 admissões no Primeiro Hospital da Universidade de Pequim. Esse corpus foi usado para pré-treinamento contínuo do modelo Qwen2.5-7B para incorporar conhecimento do domínio de nefrologia, seguido de ajuste fino supervisionado em dados de pacientes e alinhamento com especialistas.

O AKI-PM analisa dados em tempo real do registro médico eletrônico de um paciente para prever dinamicamente o risco de LRA ocorrendo nas próximas 24 horas, com tempo de inferência rápido que suporta potencial aplicação em tempo real. Para pacientes previstos como de alto risco, o AKI-RAM gera saídas estruturadas e explicáveis que distinguem fatores de risco clínicos modificáveis (aqueles passíveis de intervenção, como ajustes de medicação ou manejo de fluidos) de não modificáveis e fornece recomendações de intervenção personalizadas e clinicamente acionáveis em linguagem compreensível para clínicos.

O que isso significa para pacientes internacionais

A Divisão Renal do Primeiro Hospital da Universidade de Pequim é líder nacional no cuidado e pesquisa de doenças renais. Pacientes internacionais que buscam atendimento em nefrologia no hospital podem acessar serviços por meio de sua Clínica de Necessidades Especiais, que fornece acesso prioritário a especialistas. Alguns médicos são capazes de se comunicar em inglês, e o hospital aceita certos seguros internacionais (tipicamente exigindo pagamento antecipado e posterior reembolso de reivindicações).

Os modelos de LRA descritos representam um avanço em pesquisa baseado em dados retrospectivos. A validação clínica prospectiva no mundo real está planejada, mas a disponibilidade clínica de rotina atual não é relatada. Pacientes internacionais devem contatar o hospital diretamente para confirmar elegibilidade, disponibilidade de serviços relacionados, suporte linguístico e qualquer integração de tais ferramentas preditivas para seu caso individual.

Sobre o hospital

O Primeiro Hospital da Universidade de Pequim é um grande hospital terciário abrangente de Grau A localizado em Pequim. Fundado em 1915, é afiliado à Universidade de Pequim e integra serviços médicos, ensino, pesquisa e medicina preventiva. Foi designado como Hospital Designado pelo Governo Central e serve como base para iniciativas nacionais de saúde.

A Divisão Renal do hospital estabeleceu a nefrologia como especialidade na China na década de 1950 e é reconhecida como um centro líder em doenças renais, sede do Laboratório Chave de Doença Renal do Ministério da Saúde e contribuindo para diretrizes clínicas nacionais. Mantém múltiplas especialidades clínicas chave nacionais, realiza altos volumes de cuidados complexos incluindo biópsias renais, e opera serviços de necessidades especiais para pacientes incluindo aqueles do exterior.