基于机器学习算法的植入药物洗脱支架的冠心病患者发生支架内再狭窄的风险预测模型研究

来源 :郑州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:benben1906
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
目的:支架内再狭窄(in-stent restenosis,ISR),是冠状动脉粥样硬化性心脏病患者行经皮冠状动脉支架植入手术(percutaneous coronary intervention,PCI)治疗后最常见的术后并发症之一。发生ISR的患者若不及时诊疗,则易进展为急性心肌梗死,不稳定型心绞痛等,严重危害患者生命安全。支架内再狭窄的早期预测与诊断有助于提前采取预防措施,改善预后,提高患者生活质量。机器学习是一门经典的人工智能学科,已经广泛应用于临床诊疗的各个领域中,相比传统统计学方法,其在预测风险,评估关联性等方面表现出显著的优越性。本研究拟评估机器学习算法在预测冠心病患者PCI术后发生ISR的风险效能,并与传统医学统计学模型作对比,以期为预测冠心病患者支架植入术后发生支架内再狭窄提供一种更简便有效的辅助工具。方法:收集于2019年8月到2020年9月在郑州大学第一附属医院住院并行首次经皮冠状动脉介入治疗手术的病人为研究对象,并观察其是否在术后12个月内发生支架内再狭窄。该研究构建了两种风险评估模型。第一种是采用机器学习的方法,该方法包括数据预处理、特征选择和模型构建3个部分,运用9种分类器对选择的变量进行模型构建,分别分析其预测能力且进行ROC曲线绘制,并计算曲线下面积(the area under the ROC curve,AUC),以AUC最高者为最佳机器学习模型。第二种是运用用传统统计学方法,对收集纳入分析的数据进行单因素和多因素分析,并构建二元Logistic回归模型,将于ISR具有相关性的变量的联合预测效能进行ROC曲线绘制,并计算AUC。同时运用DeLong检验对二元Logistic回归模型和机器学习模型的整体预测效能进行比较,得出性能最优的风险预测模型。将评估所得的最佳风险预测模型封装为支架内再狭窄风险评估计算器软件,以提供为临床使用的可能。结果:1.运用传统统计学方法构建的二元Logistic回归模型中,糖尿病、血红蛋白和支架总长度三个变量为ISR的暴露因素,与ISR的发生相关(P<0.05)。2.将二元Logistic回归模型中与ISR相关变量的联合预测能力绘制ROC曲线,可计算得到曲线下面积为0.751。3.运用机器学习构建的预测模型中,在特征选择过程中选出由糖尿病病史、血红蛋白、尿素氮、尿酸、BNP(Brain natriuretic peptide)、糖化血红蛋白、甘油三酯和支架总长度8个特征组成的变量组合预测效能最好,为最佳预测变量组。4.机器学习建模过程中,运用支持向量机(SVM)分类器所构建的模型测效能最佳,该模型的AUC为0.846。5.运用DeLong检验比较两种模型之间的差异,就AUC方面,SVM所构建模型的预测能力强于二元Logistic回归模型,且两者之间的差异具有统计学意义(P=0.016)。6.将SVM模型封装程为预测支架内再狭窄的计算机软件,得到一个粗略评估支架内再狭窄的评估分数,评估分数大于等于0.880的患者发生支架内再狭窄的风险较低,而分数小于0.880的患者发生支架内再狭窄的风险较高。结论:机器学习在预测冠心病患者支架植入术后发生支架内再狭窄风险的效能优于传统统计学方法,并可制作供临床工作使用的风险评估工具。
其他文献
背景全球结直肠癌新增率(10.0%)和死亡率(9.4%)分别位居第3位和第2位,国内结直肠癌的发病率和死亡率也呈现上升趋势,给我国的健康卫生事业和社会发展造成沉重负担。直肠癌在结直肠癌中占有很大比重,近年来多学科综合治疗应用于直肠癌的诊疗,推动了直肠癌治疗走向个体化、规范化、精准化的道路。目前手术根除癌灶仍然是直肠癌最有效的治疗手段。全直肠系膜切除(Total Mesorectial Excisi
学位
<正>猝死是人类最严重的疾病之一。猝死是人类最严重的疾病之一,对于个人、家庭、单位、社会造成的损失都是非常巨大的。我国每年发生猝死的人数约54万。每当猝死的新闻见诸于网络或报端,人们读后都不免扼腕叹息。猝死似乎不可预测和预防,但实际上猝死还是有一定规律可循的。心源性猝死病例占所有猝死病例的70%~90%,非心源性猝死的原因包括脑出血或脑血栓等。分析门诊病例后,我们总结出以下八大危险因素。
期刊
自然美是人类审美领域中的重要组成部分之一,对自然美的赏析有助于提高学生的理论修养和鉴赏能力。初中语文教材中关于自然美描写的课文比较多,从美学的角度来探索自然美的形态、特征和价值意义显得十分重要。自然美的形态包括未经人类社会实践改造的自然美和经过人类社会实践改造加工的自然美。自然美的特征主要表现为自然性、形态变化多样、侧重形式美;挖掘其背后所蕴含的深层次的内容,从而激发学生了解自然、观察自然、热爱自
期刊
<正>运动性猝死,指运动过程中或运动后24小时内发生的非创伤性意外死亡。目前认为,运动本身并不是导致死亡的原因,之所以诱发意外与下面几个原因有关:第一,有潜在疾病没被早发现、早诊治,就可能导致运动性猝死,其中风险最高的潜在性疾病就是心脏病。第二,如运动的时间在下班后,此时身心俱疲,突然进行剧烈运动容易诱发意外。
期刊
目的分析不同首发症状皮肌炎(dermatomyositis,DM)患者的临床特征及相关实验室指标的差异,提高临床医生对皮肌炎患者的早期认识,加深对疾病特征的理解,从而减少临床误诊与漏诊。方法回顾性分析2019年1月至2021年1月于郑州大学第一附属医院住院的136例皮肌炎患者。根据首发症状的不同将患者分为皮疹组与非皮疹组;肌无力组与非肌无力组;关节炎组与非关节炎组;呼吸道症状组与非呼吸道症状组;间
学位
背景结直肠癌是世界上最常见的恶性肿瘤之一,其发病率位于世界第三,死亡率位于世界第二。随着生活环境和营养结构的改变,我国结直肠癌发病率呈逐年上升趋势,在所有恶性肿瘤中,结直肠癌发病率位于第三位,死亡率位于第五位。远处转移是结直肠癌患者死亡的主要原因,20%的患者初诊时即发生远处转移,50%~60%的患者最终会发生远处转移。结直肠癌远处转移最主要的部位是肝脏,占80%~90%,其次是肺,占10%~15
学位
目的:血管腔内手术方法治疗同种异体移植肾动脉狭窄(Transplant Renal Artery Stenosis,TRAS)已经被一些研究证实在改善患者的移植肾功能和控制血压方面能够获得良好的近期效果,但其确切的益处和中远期治疗效果仍然存在争议。本研究旨在回顾并分析血管腔内方法治疗TRAS患者的经验以及中远期随访结果。方法:选取2014年1月-2021年1月于郑州大学第一附属医院肾移植科进行肾移
学位
背景皮肌炎(dermatomyositis,DM)是一组以累及皮肤和肌肉系统为特征的自身免疫性疾病,间质性肺炎(interstitial lung disease,ILD)是其最常见的并发症,严重影响DM患者的预后及生存质量。不同DM患者ILD的进展情况有所不同,包括快速进展性ILD(rapidly progressive ILD,RP-ILD)和缓慢进展的ILD(chronic ILD,C-IL
学位
背景慢性阻塞性肺疾病简称慢阻肺,是呼吸系统最常见的慢性气道炎症性疾病。至2020年已成为全球第三大死亡原因,对人类的健康造成了极大的威胁。目前临床上对慢阻肺诊断及严重程度评估的主要方法是肺功能检测及患者的临床症状、主观感受,然而上述指标均受患者的配合能力等主观因素影响较大。因此寻找客观的生物标志,准确评估慢阻肺的严重程度,并预测患者预后情况以指导临床个体化的治疗尤为重要。lncRNAMEG3是一种
学位
研究背景结直肠癌(colorectal cancer,CRC)的发生是多种致病因素共同作用的结果,在高速发展的当今社会,多种致病因素导致CRC的发病率越来越高,目前已经排在第三位。CRC的病理机制涉及多个基因多种信号通路调控的参与,表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor,EGFR)相关通路是CRC靶向治疗当中一个比较受关注的靶点,EGFR拮抗剂西妥昔单抗
学位