Zusammenfassung
Das Expertensystem FLORIDA (Fuzzy Logic Oriented Rule Interpreter for Diagnostic Applications) arbeitet mit einer Wissensbasis auf der Grundlage linguistischer Regeln klinischer Experten, von „fuzzy logic“ und unabhängig von jedwedem subjektiven Faktor mit den pathophysiologischen Vorgaben der Sepsis-3-Definition. FLORIDA erkennt die Sepsis durch Anstieg von ≥25 % des 2. eingehenden Werts gegenüber dem Referenzwert und setzt damit eine Wertedynamik voraus. Fehlt die Dynamik, ist das System außerstande, die Sepsis zu erkennen. Für eine retrograde klinische Validierung wurden von FLORIDA 498 fortlaufende Patienten einer internistischen Intensivstation gescannt. Das entspricht 1700 Patiententagen. Für den Untersuchungszeitraum lag die Prävalenz der Sepsis bei 10 %. 423 Patienten wurden als negativ erkannt und vom klinischen Experten bestätigt. Von den 48 von FLORIDA als septisch erkannten Patienten wurden 26 klinisch bestätigt (richtig-positiv, RP). Bei 22 Patienten konnte der Kliniker die Sepsisdiagnose nicht bestätigen (falsch-positiv, FP). Bei 4 Patienten hat FLORIDA keine Sepsis erkannt, der Kliniker aber eine Sepsis diagnostiziert (falsch-negativ, FN). Bei den 22 falsch-positiven Patienten handelt es sich um lebensbedrohliche Erkrankungen, die alle eine intensivmedizinische Versorgung erfordern. Unter der Berücksichtigung, dass FLORIDA aufgrund seiner Systemphilosophie die 4 falsch-negativen Fälle nicht erkennen konnte, ergeben sich eine Sensitivität von 1,0 und eine Spezifität von 0,95 für die Früherkennung einer sich entwickelnden Sepsis. Die Sepsis wird im Mittel 12,5 ± 8,6 h nach Festlegung des Sepsisbeginns durch den Experten erkannt. FLORIDA eignet sich besonders für den Einsatz auf Normalstationen und sollte über die Sepsisfrüherkennung und die potenziell frühere therapeutische Intervention zur hospitalen Sterblichkeitssenkung beitragen können. Aktuell ist die prospektive Validierung von FLORIDA erforderlich.
Abstract
The expert system FLORIDA (Fuzzy Logic Orientated Rule Interpreter for Diagnostic Applications) is equipped with a knowledge base applying linguistic rules of clinical experts according to the pathophysiologic conception of the sepsis-3 definition and the mathematics of fuzzy logic. It works independently of any subjective factors. FLORIDA detects sepsis by an increase of a second incoming value ≥ 25% compared with the reference value. It requires dynamics of the parameters used in knowledge base; thus, if the dynamics are absent, the system is unable to detect sepsis. In a retrospective clinical validation study, FLORIDA was used to scan 498 consecutive patients in a medical intensive care unit, which corresponded to 1700 patient–days. During the study period, the prevalence of sepsis was 10%. In all, 423 patients were identified as not having sepsis, which was confirmed by clinical experts. Among the 48 patients identified as having sepsis, 26 were confirmed (true positive). In 22 patients, sepsis could not be confirmed by the clinician (false positive). FLORIDA did not detect sepsis in 4 patients, but was diagnosed by the clinician (false negative). In the 22 false-positive patients, a life-threatening disease existed requiring intensive care. Because of the system philosophy, FLORIDA is unable to recognize patients with full blown sepsis at admission. With this in mind, the sensitivity was 1.0 and specificity was 0.95. Thus, FLORIDA is qualified for the early detection of a developing sepsis. Sepsis is detected on average 12.5 ± 8.6 h after the start of sepsis has been determined by a clinical expert. FLORIDA should be used on normal wards and should contribute to early detection of sepsis and potentially earlier therapeutic intervention in order to decrease hospital mortality. However, prospective validation is needed.
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11 December 2018
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Der 2. Satz unter „Ergebnisse“ muss lauten: „Davon wurden 423 Patienten als negativ oder manifest septisch erkannt und vom klinischen Experten bestätigt (richtig-negativ, RN).“ Die im Abschnitt „Diskussion“ …
Literatur
Pilz U, Engelmann L, Werner AK (1995) Die Bewertung von Krankheitsverlauf und Therapieerfolg mit Hilfe des Expertensystems FLORIDA. Intensivmed 32:511
Apel K, Pilz U, Engelmann L (1997) Validierung der Wissensbasis Epsilon 1.0 für das Expertensystem FLORIDA. Intensivmed 34:631
Werner AK, Engelmann L, Pilz U (1997) Monitoring bei Sepsis und Infektion: Sepsismarker, APACHE-II, SAPS und SIRS-Kriterien im Vergleich mit dem wissensbasierten System „FLORIDA-EPSILON“. Intensivmed 34:631
Pilz U, Engelmann L, Werner AK (1997) Das Expertensystem FLORIDA: Ein diagnostisches Hilfsmittel in der Intensivmedizin. Kongreßband 42. Int. Wiss. Koll., Fakultät für Informatik und Automatisierung, TU Ilmeanau, S 243–248
Pilz U, Engelmann L (1999) Integration of medical knowledge in an expert system for use in intensive care medicine. In: Teodorescu HN, Kandel A, Jain LC (Hrsg) Fuzzy and neurofuzzy systems in medicine. CRC Press, Boca Rotan, London, New York, Washington, S 291–315
Fleischmann C, Thomas-Rueddel DO, Ml H et al (2016) Fallzahlen und Sterblichkeitsraten von Sepsis-Patienten im Krankenhaus. Dtsch Arztebl Int 113:159–166
Kochanek M, Shimabukuro-Vornhagen A, von Bergwelt-Baildon M, Böll B (2016) Sepsis – ein Update. Dtsch Med Wochenschr 141:1455–1458
David S, Brunkhorst FM (2017) Sepsis-3. Was ist gesichert in der Therapie? Internist 58:1264–1271
Linder A, Guh D, Boyd JH et al (2014) Long-term (10-year) mortality of younger previously healthy patients with severe sepsis/septic shock is worse than that of patients with nonseptic critical illness and of the general population. Crit Care Med 42:2211–2218
Singer M, Deutschman CS, Seymour CW et al (2016) The Third International Consensus Definitions for Sepsis and Septic Shock (Sepsis-3). JAMA 315:801–810
Kumar A, Roberts D, Wood KE et al (2006) Duration of hypotension before initiation of effective antimicrobial therapy is the critical determinant of survival in human septic shock. Crit Care Med 34(6):1589–1596
Rhodes A, Phillips G, Beale R et al (2015) The Surviving Sepsis Campaign bundles and outcome: results from the International Multicentre Prevalence Study on Sepsis (the IMPreSS study). Intensive Care Med 41:1620–1628
MEDUSA study group, Bloos F, Rüddel H, Thomas-Ruddel D et al (2017) Effect of a multifaceted educational intervention for anti-infectious measures on sepsis mortality: a cluster randomized trial. Intensive Care Med 43:1602–1612
Rhodes A, Evans LE, Alhazzani W et al (2016) Surviving Sepsis Campaign: international guidelines for management of sepsis and septic shock. Crit Care Med 45:486–552
SepNet Critical Care Trials Group (2016) Incidence of severe sepsis and septic shock in German intensive care units: the prospective, multicentre INSEP study. Intensive Care Med 42:1980–1989
Johnson AE, Aboab J, Raffa JD et al (2018) A comparative analysis od sepsis identification methods in an electronic database. Crit Care Med. https://doi.org/10.1097/CCM.0000000000002965
Lamontagne F, Harrison DA, Rowan KM (2017) qSOFA for identifying sepsis among patients with infection. JAMA 317:267–268
French Society of Emergency Medicine Collaborators Group, Freund Y, Lemachatti N, Krastinova E et al (2017) Prognostic accuracy of sepsis-3 criteria for in-hospital mortality among patients with suspected infection presenting to the emergency department. JAMA 317:301–308
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M. Buerke, Siegen
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Engelmann, L., Pilz, U. Expertensysteme – dringendes Erfordernis für die Frühdiagnostik der Sepsis. Med Klin Intensivmed Notfmed 114, 552–557 (2019). https://doi.org/10.1007/s00063-018-0454-6
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