Warfarin, a commonly prescribed drug to prevent blood clots, has a highly variable individual response. Determining a maintenance warfarin dose that achieves a therapeutic blood clotting time, as measured by the international normalized ratio (INR), is crucial in preventing complications. Machine learning algorithms are increasingly being used for warfarin dosing; usually, an initial dose is predicted with clinical and genotype factors, and this dose is revised after a few days based on previous doses and current INR. Since a sequence of prior doses and INR better capture the variability in individual warfarin response, we hypothesized that longitudinal dose response data will improve maintenance dose predictions. To test this hypothesis, we analyzed a dataset from the COAG warfarin dosing study, which includes clinical data, warfarin doses and INR measurements over the study period, and maintenance dose when therapeutic INR was achieved. Various machine learning regression models to predict maintenance warfarin dose were trained with clinical factors and dosing history and INR data as features. Overall, dose revision algorithms with a single dose and INR achieved comparable performance as the baseline dose revision algorithm. In contrast, dose revision algorithms with longitudinal dose and INR data provided maintenance dose predictions that were statistically significantly much closer to the true maintenance dose. Focusing on the best performing model, gradient boosting (GB), the proportion of ideal estimated dose, i.e., defined as within $\pm$20% of the true dose, increased from the baseline (54.92%) to the GB model with the single (63.11%) and longitudinal (75.41%) INR. More accurate maintenance dose predictions with longitudinal dose response data can potentially achieve therapeutic INR faster, reduce drug-related complications and improve patient outcomes with warfarin therapy.


翻译:Warfarin是一种常见的预防血凝块的药物,通常是一种常见的预防血凝块的药物,具有高度差异性的个体反应。确定一种维持的Warfarin剂量,如国际标准化比率(INR)所测量的那样,达到治疗血凝块的治疗性血液凝块时间,对于预防并发症至关重要。机器学习算法正在越来越多地用于Warfarin剂量;通常,最初的剂量是用临床和基因型因素预测的,并且根据以前的剂量和目前的IRN,在数天后该剂量会修改。由于先前的一系列剂量和IRR更好地捕捉到个别的Warfarin反应的剂量,我们假设纵向剂量反应数据将改善维护水平的剂量数据。为了测试这一假设,我们分析了COAG Warfarin dos研究的数据集,其中包括临床数据、Warfarin剂量和IRNR的测量,以及治疗性能的剂量模型。各种机器学习的回归模型都经过临床因素的测试,以及历史和IRI的数据。总体而言,用单剂量修正的剂量和INR的剂量数据将改进算算算得更精确的精确的精确的精确的数值值。 通过基准的精确的维持数据比值数据, 提供了更精确的精确的测量数据比例。对比, 提供了最精确的IRBRIL的测量数据。

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