Американское общество гирудотерапии

Optimizing warfarin dosing for patients with atrial fibrillation using machine learning

Research article published in Scientific reports (2024)

Последнее обновление: June 18, 2026Рецензент: ASH Editorial Board
Research article — evidence reviewArticle reference
Evidence: Research reportРазработка лекарственных препаратовPetch et al. · Scientific reports, 2024

Abstract

While novel oral anticoagulants are increasingly used to reduce risk of stroke in patients with atrial fibrillation, vitamin K antagonists such as warfarin continue to be used extensively for stroke prevention across the world. While effective in reducing the risk of strokes, the complex pharmacodynamics of warfarin make it difficult to use clinically, with many patients experiencing under- and/or over- anticoagulation. In this study we employed a novel implementation of deep reinforcement learning to provide clinical decision support to optimize time in therapeutic International Normalized Ratio (INR) range. We used a novel semi-Markov decision process formulation of the Batch-Constrained deep Q-learning algorithm to develop a reinforcement learning model to dynamically recommend optimal warfarin dosing to achieve INR of 2.0-3.0 for patients with atrial fibrillation. The model was developed using data from 22,502 patients in the warfarin treated groups of the pivotal randomized clinical trials of edoxaban (ENGAGE AF-TIMI 48), apixaban (ARISTOTLE) and rivaroxaban (ROCKET AF). The model was externally validated on data from 5730 warfarin-treated patients in a fourth trial of dabigatran (RE-LY) using multilevel regression models to estimate the relationship between center-level algorithm consistent dosing, time in therapeutic INR range (TTR), and a composite clinical outcome of stroke, systemic embolism or major hemorrhage. External validation showed a positive association between center-level algorithm-consistent dosing and TTR (R2 = 0.56). Each 10% increase in algorithm-consistent dosing at the center level independently predicted a 6.78% improvement in TTR (95% CI 6.29, 7.28; p < 0.001) and a 11% decrease in the composite clinical outcome (HR 0.89; 95% CI 0.81, 1.00; p = 0.015). These results were comparable to those of a rules-based clinical algorithm used for benchmarking, for which each 10% increase in algorithm-consistent dosing independently predicted a 6.10% increase in TTR (95% CI 5.67, 6.54, p < 0.001) and a 10% decrease in the composite outcome (HR 0.90; 95% CI 0.83, 0.98, p = 0.018). Our findings suggest that a deep reinforcement learning algorithm can optimize time in therapeutic range for patients taking warfarin. A digital clinical decision support system to promote algorithm-consistent warfarin dosing could optimize time in therapeutic range and improve clinical outcomes in atrial fibrillation globally.

Abstract sourced from PubMed (NCBI) for the cited record. See the original publication for the authoritative version.

Publication typeJournal Article
Indexed MeSH termsHumansAdministration, OralAnticoagulantsAtrial FibrillationMachine LearningRivaroxabanStrokeTreatment OutcomeWarfarinRandomized Controlled Trials as Topic

Резюме

Peer-reviewed pharmacology and drug-development research relevant to anticoagulants and leech-derived compounds. Indexed in PubMed and verified against the NCBI record.

Почему это важно для гирудотерапии

В этом исследовании была построена модель глубокого обучения с подкреплением (алгоритм Batch-Constrained deep Q-learning) для рекомендации доз warfarin с целевым МНО (INR) 2,0-3,0, обученная на 22 502 пациентах, получавших warfarin, из ключевых испытаний edoxaban, apixaban и rivaroxaban и внешне валидированная на 5 730 пациентах, получавших warfarin, из испытания dabigatran RE-LY, где более высокая приверженность на уровне центра к дозированию по алгоритму была связана с улучшением времени в терапевтическом диапазоне и снижением комбинированного показателя инсульта, системной эмболии или крупного кровотечения. Для ASH оно имеет косвенное значение: это вычислительное исследование по оптимизации дозирования антагониста витамина K, находящееся на дальнем краю ландшафта антикоагуляции, который контекстуализирует историческую роль секретома пиявки в науке об антикоагулянтах, без участия какого-либо агента, полученного из пиявки. Оговорки состоят в том, что это ретроспективный анализ методами машинного обучения на наборах данных испытаний, а не проспективная рандомизированная проверка алгоритма на практике (ассоциации, а не доказательство того, что инструмент улучшает исходы при внедрении), и оно касается только ведения warfarin, полностью вне гирудотерапии.

Цитирование

Optimizing warfarin dosing for patients with atrial fibrillation using machine learning.

Petch et al. · Scientific reports, 2024

Связанный клинический контекст

Узнайте, как это исследование связано с клинической практикой

Добавлено в библиотеку ASH: May 29, 2026 · Последнее обновление сайта: June 18, 2026

Этот сайт предоставляет образовательную информацию и не является медицинской консультацией, диагнозом или рекомендацией по лечению. Гирудотерапия сопряжена с клинически значимыми рисками и должна проводиться только квалифицированными клиницистами в рамках институционально утверждённых протоколов. Разрешение FDA 510(k) для медицинских пиявок ограничено определёнными показаниями; обсуждения исследовательского и нелицензионного применения отмечены соответствующим образом. Для индивидуальных медицинских рекомендаций обратитесь к квалифицированному медицинскому специалисту.