An antibiogram is a periodic summary of antibiotic resistance results of organisms from infected patients to selected antimicrobial drugs. Antibiograms help clinicians to understand regional resistance rates and select appropriate antibiotics in prescriptions. In practice, significant combinations of antibiotic resistance may appear in different antibiograms, forming antibiogram patterns. Such patterns may imply the prevalence of some infectious diseases in certain regions. Thus it is of crucial importance to monitor antibiotic resistance trends and track the spread of multi-drug resistant organisms. In this paper, we propose a novel problem of antibiogram pattern prediction that aims to predict which patterns will appear in the future. Despite its importance, tackling this problem encounters a series of challenges and has not yet been explored in the literature. First of all, antibiogram patterns are not i.i.d as they may have strong relations with each other due to genomic similarities of the underlying organisms. Second, antibiogram patterns are often temporally dependent on the ones that are previously detected. Furthermore, the spread of antibiotic resistance can be significantly influenced by nearby or similar regions. To address the above challenges, we propose a novel Spatial-Temporal Antibiogram Pattern Prediction framework, STAPP, that can effectively leverage the pattern correlations and exploit the temporal and spatial information. We conduct extensive experiments on a real-world dataset with antibiogram reports of patients from 1999 to 2012 for 203 cities in the United States. The experimental results show the superiority of STAPP against several competitive baselines.


翻译:抗菌谱是感染患者微生物对选定抗菌药物耐药性结果的定期总结。抗菌谱有助于临床医生了解区域耐药率并在处方中选择合适的抗生素。实践中,不同抗菌谱中可能出现显著的抗生素耐药性组合,形成抗菌谱模式。此类模式可能暗示某些传染病在特定地区的流行。因此,监测抗生素耐药性趋势并追踪多重耐药微生物的传播至关重要。本文提出抗菌谱模式预测这一新问题,旨在预测未来将出现哪些模式。尽管其重要性显著,但解决此问题面临一系列挑战,且文献中尚未涉及。首先,抗菌谱模式并非独立同分布,因其潜在微生物的基因组相似性而可能彼此间存在强关联。其次,抗菌谱模式在时间上通常依赖于先前检测到的模式。此外,抗生素耐药性的传播可能受邻近或相似区域的显著影响。为应对上述挑战,我们提出一种新型时空抗菌谱模式预测框架STAPP,该框架能有效利用模式相关性并挖掘时间与空间信息。我们在包含1999年至2012年美国203个城市患者抗菌谱报告的真实数据集上进行了广泛实验。实验结果表明,STAPP相较于多个竞争基线方法具有优越性。

0
下载
关闭预览

相关内容

Networking:IFIP International Conferences on Networking。 Explanation:国际网络会议。 Publisher:IFIP。 SIT: http://dblp.uni-trier.de/db/conf/networking/index.html
专知会员服务
124+阅读 · 2020年9月8日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
167+阅读 · 2020年3月18日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
105+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Arxiv
27+阅读 · 2020年6月19日
A Survey of Deep Learning for Scientific Discovery
Arxiv
29+阅读 · 2020年3月26日
VIP会员
最新内容
基于博弈论的陆军人机协同(长文报告)
专知会员服务
1+阅读 · 今天1:54
美国陆军航空兵:以愿景引领转型
专知会员服务
1+阅读 · 今天1:38
《多域战场上反制小型无人机系统》150页
专知会员服务
14+阅读 · 6月11日
战场人工智能:增强陆地作战能力的发现与要求
以人工智能为中心的指挥控制
专知会员服务
4+阅读 · 6月11日
相关VIP内容
专知会员服务
124+阅读 · 2020年9月8日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
167+阅读 · 2020年3月18日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
105+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员