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2022-06-24
英文标题:
《Battling Antibiotic Resistance: Can Machine Learning Improve
  Prescribing?》
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作者:
Michael Allan Ribers and Hannes Ullrich
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最新提交年份:
2019
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英文摘要:
  Antibiotic resistance constitutes a major health threat. Predicting bacterial causes of infections is key to reducing antibiotic misuse, a leading driver of antibiotic resistance. We train a machine learning algorithm on administrative and microbiological laboratory data from Denmark to predict diagnostic test outcomes for urinary tract infections. Based on predictions, we develop policies to improve prescribing in primary care, highlighting the relevance of physician expertise and policy implementation when patient distributions vary over time. The proposed policies delay antibiotic prescriptions for some patients until test results are known and give them instantly to others. We find that machine learning can reduce antibiotic use by 7.42 percent without reducing the number of treated bacterial infections. As Denmark is one of the most conservative countries in terms of antibiotic use, this result is likely to be a lower bound of what can be achieved elsewhere.
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中文摘要:
抗生素耐药性对健康构成重大威胁。预测感染的细菌原因是减少抗生素滥用的关键,抗生素滥用是抗生素耐药性的主要驱动因素。我们根据丹麦的管理和微生物实验室数据训练机器学习算法,以预测尿路感染的诊断测试结果。根据预测,我们制定政策以改进初级保健中的处方,强调当患者分布随时间变化时,医生专业知识和政策执行的相关性。拟议的政策推迟了一些患者的抗生素处方,直到知道检测结果并立即提供给其他患者。我们发现,机器学习可以在不减少已治疗细菌感染数量的情况下,将抗生素使用量减少7.42%。由于丹麦是抗生素使用最保守的国家之一,这一结果可能比其他国家的结果要低。
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分类信息:

一级分类:Economics        经济学
二级分类:General Economics        一般经济学
分类描述:General methodological, applied, and empirical contributions to economics.
对经济学的一般方法、应用和经验贡献。
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一级分类:Computer Science        计算机科学
二级分类:Computers and Society        计算机与社会
分类描述:Covers impact of computers on society, computer ethics, information technology and public policy, legal aspects of computing, computers and education. Roughly includes material in ACM Subject Classes K.0, K.2, K.3, K.4, K.5, and K.7.
涵盖计算机对社会的影响、计算机伦理、信息技术和公共政策、计算机的法律方面、计算机和教育。大致包括ACM学科类K.0、K.2、K.3、K.4、K.5和K.7中的材料。
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一级分类:Computer Science        计算机科学
二级分类:Machine Learning        机器学习
分类描述:Papers on all aspects of machine learning research (supervised, unsupervised, reinforcement learning, bandit problems, and so on) including also robustness, explanation, fairness, and methodology. cs.LG is also an appropriate primary category for applications of machine learning methods.
关于机器学习研究的所有方面的论文(有监督的,无监督的,强化学习,强盗问题,等等),包括健壮性,解释性,公平性和方法论。对于机器学习方法的应用,CS.LG也是一个合适的主要类别。
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一级分类:Quantitative Finance        数量金融学
二级分类:Economics        经济学
分类描述:q-fin.EC is an alias for econ.GN. Economics, including micro and macro economics, international economics, theory of the firm, labor economics, and other economic topics outside finance
q-fin.ec是econ.gn的别名。经济学,包括微观和宏观经济学、国际经济学、企业理论、劳动经济学和其他金融以外的经济专题
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一级分类:Statistics        统计学
二级分类:Methodology        方法论
分类描述:Design, Surveys, Model Selection, Multiple Testing, Multivariate Methods, Signal and Image Processing, Time Series, Smoothing, Spatial Statistics, Survival Analysis, Nonparametric and Semiparametric Methods
设计,调查,模型选择,多重检验,多元方法,信号和图像处理,时间序列,平滑,空间统计,生存分析,非参数和半参数方法
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2022-6-24 03:14:45
对抗抗生素耐药性:机器学习能改善处方吗?*Michael Allan Ribers+Hannes Ullrich2019年4月30日摘要抗生素耐药性构成重大健康威胁。预测感染的细菌原因是减少抗生素滥用的关键,抗生素滥用是抗生素耐药性的主要驱动因素。我们根据丹麦的管理和微生物实验室数据训练机器学习算法,以预测尿路感染的诊断测试结果。根据预测,我们制定了改善初级保健处方的政策,强调了当患者分布随时间变化时,医生专业知识和政策实施的相关性。拟议的政策推迟了一些患者的抗生素处方,直到知道检测结果,并立即将结果提供给其他患者。我们发现,机器学习可以在不减少已治疗细菌感染数量的情况下,将抗生素使用量减少7.42%。
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2022-6-24 03:14:49
由于丹麦在抗生素使用方面是最保守的国家之一,这一结果很可能低于其他国家的水平。JEL代码:C10;C55;I11;I18;L38;O38;Q28关键词:抗生素处方;预测策略;机器学习;专家决策*我们从Rolf Magnus Arpi、Lars Bjerrum、Gloria Cristina Cordoba Currea、Greg Crawford、Tomaso Duso、Günter Hitsch、Ulrich Kaiser、Jenny Dahl Knudsen、Sidsel Kyst、ChloéMichel、Jeanine Miklós-Thal、Maria Polyakova、Sherri Rose、Stephen Ryan、Karl Schmedders、Aaron Schwartz、AndréVeiga的反馈中受益匪浅,2018年约翰·霍普金斯大学健康计量经济学年度研讨会、2019年数字化经济学剖腹产会议、2019年里斯本卡托利卡数字经济研讨会,以及DIW Berlin、ESMT Berlin、哥本哈根大学、苏黎世大学和维也纳经济商业大学的INSEINARS参与者。感谢欧洲研究理事会(ERC)根据欧盟2020年研究与创新计划(第802450号赠款协议)提供的财政支持。+DIW Berlin和哥本哈根大学经济系-michael。ribers@econ.ku.dkDIW Berlin、哥本哈根大学(经济系)、苏黎世大学(工商管理系)、柏林消费者政策中心(BCCP)和CESifo-hullrich@diw.de.1机器学习方法和高质量、大规模数据的日益可用性为设计福利改善政策提供了新的机会,这些政策的核心是预测问题(Kleinberg et al.2015,Agrawal et al.2018,Athey 2018)。世界范围内抗生素耐药性的惊人增长构成了这样一个问题。
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2022-6-24 03:14:52
仅在美国,抗生素耐药性感染每年就导致约2.3万人死亡,200亿美元的直接医疗费用,350亿美元的生产力损失(CDC 2013)。人类对抗生素的消费是抗生素耐药性的主要驱动因素之一。因此,限制抗生素的滥用对于抑制抗生素耐药性的发展至关重要。正确预测细菌与其他感染原因是治疗决策中的一个关键难题。机器学习与基于预测的策略相结合,有可能帮助完成这项具有挑战性的任务,并减少抗生素的滥用。当患者第一次出现感染症状时,用于告知治疗决定的诊断信息是有限的。治疗的质量很大程度上取决于医生的专业知识。此类专业知识包括诊断的有效使用、报告症状的解释,以及能够处理每个患者潜在的大量背景和医学数据。在这些任务中,医生获取的信息通常不编码在决策者可用的数据中,因此很难评估医生的处方实践。另一方面,医生可能无法访问患者的全部背景数据,或者没有时间或技能来分析每个患者的数据。因此,基于管理数据的机器学习预测是否能够为卫生政策提供信息,以改进专家医生的决策,这是一个悬而未决的问题。在本文中,我们提出了基于细菌感染原因机器学习预测的处方政策,并评估了对疑似尿路感染(UTI)患者的专家全科医生治疗决策的改进。
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2022-6-24 03:14:55
UTI是需要抗生素治疗的最常见感染类型之一,通过尿液样本的微生物分析可以相对容易地诊断出来。然而,实验室检测具有重要和普遍的局限性。抗生素通过杀死或抑制体内细菌的生长来治疗细菌感染。由于抗生素耐药性有可能使肺炎或伤口感染等简单感染成为致命风险,因此疗效正在下降。鉴于抗生素耐药性在生命和治疗费用方面的巨大成本,世界卫生组织认为抗生素耐药性是全球健康面临的最大威胁之一(世界卫生组织,2012年,2014年)。Foxman(2002)报告称,几乎一半的女性一生中患过一次UTI。在美国,包括工作场所缺勤在内的全年UTI相关医疗费用估计为35亿美元(Flores Mireles et al.2015)。根据Bjerrum和Lindaek(2015),每年有10%的女性接受UTI抗生素治疗。结果延迟了几天,相当于抗生素治疗的几乎一个完整疗程。机器学习预测提供了迄今为止尚不可用的瞬时细菌风险评估。我们在2010-2012年丹麦的高维管理数据上训练了一种机器学习算法,即随机森林,以预测初级保健(抗生素处方的主要来源)患者样本实验室检测结果中细菌存在的风险。Outcome变量是一个指示变量,在患者样本中分离出细菌时取一的值,它基于医生在发送样本数天后收到的微生物检测结果。
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2022-6-24 03:14:58
预测模型中的协变量包括每个患者的门诊医疗索赔历史、过去的抗生素处方、过去的微生物检测结果、一组丰富的个人特征,如性别、年龄、详细的就业状况和类型、教育、收入、公民身份等,以及每个个体家庭成员的相同信息。我们发现,应用于这些数据的机器学习能够很好地预测样本外患者检测结果中细菌感染的实现情况。然而,我们的预测需要评估的相关标准是,它们是否可以用来改进人类专家的决策。为此,我们将处方决策建模为处方的社会成本(即促进耐药性)与抗生素治疗的健康效益之间的权衡。我们以Kleinberg等人(2018)为基础,他们使用机器学习预测被告犯罪的风险,以显示法官保释决定的潜在改进。该模型允许我们根据算法对风险的预测来评估抗生素治疗的重新分配,即推迟低风险患者的处方,直到测试结果可用,并立即给高风险患者开处方。这一重新分配在精神上与Currie和MacLeod(2017)相似,他们评估了低风险妊娠减少ofC部分和高风险妊娠增加的反事实。虽然他们关注的是提高专业知识、特定决策和手术技能的效果,但我们关注的是使用数据驱动预测来提高此类专业知识的潜力。实施基于预测的策略的一个重要挑战是,在实际应用中应用策略规则的患者样本会随着时间的推移而变化,并且是未知的例子。
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