基于医疗大数据及人工智能的2型糖尿病患者颈动脉粥样硬化的预测模型研究

来源 :大连医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lkm6839257
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:利用医疗大数据,应用人工智能方法建立2型糖尿病(Type 2 diabetes mellitus,T2DM)患者发生颈动脉粥样硬化(Carotid atherosclerosis,CAS)的简易的风险预测模型。方法:应用医渡云检索方法选取大连市中心医院普病库内2010年10月1日至2020年10月1日期间住院的年龄≥18周岁的T2DM患者进行回顾性队列研究,所有入组患者均符合《中国2型糖尿病防治指南(2020年版)》中的T2DM诊断标准,且均于我院行颈动脉多普勒超声检查。本研究共纳入15538例患者,其中发生CAS的病例数为8272人,未发生CAS的病例数为7266人,分别按照4:1的比例随机抽样分配为训练集及测试集。收集患者基本资料及实验室指标共21项,包括年龄、性别、体重指数(Body mass index,BMI)、腰围(Waist Circumference,WC)、吸烟史、饮酒史、收缩压(Systolic blood pressure,SBP)、舒张压(Diastolic blood pressure,DBP)、丙氨酸氨基转移酶(Alanine aminotransferase,ALT)、天门冬氨酸氨基转移酶(Aspartate aminotransferase,AST)、γ-谷氨酰转肽酶(γ-Glutamyl transpeptidase,γ-GT)、血尿酸(Plasma uric acid,SUA)、总胆固醇(Total Cholesterol,TC)、甘油三酯(Triglyceride,TG)、低密度脂蛋白胆固醇(Low density lipoprotein cholesterol,LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(High density lipoprotein cholesterol,HDL-C)、游离三碘甲状腺原氨酸(Free triiodothyronine,FT3)、游离四碘甲状腺原氨酸(Free thyroxine,FT4)、促甲状腺素(Thyrotropin,TSH)、糖化血红蛋白(Glycosylated hemoglobin,Hb A1c)、空腹血浆葡萄糖(Fasting Plasma Glucose,FPG)。首先进行数据预处理过程,对所有特征进行min-max归一化缩放到0、1之间,然后使用KNN插补法对缺失值进行插补。随后使用Lasso回归分析法得出对T2DM患者发生CAS的影响因素,输出这些因素的重要性排序,选取重要性排名靠前、临床常用并且在基层医疗单位可以广泛得到的指标建立更为实用的预测模型,分别从AUC值、灵敏度、特异度、精确度等方面评估模型的预测效能。本研究通过对比随机森林、极端梯度提升、支持向量机、K-最近邻算法、逻辑回归、轻量级梯度提升机这六种机器学习算法建立的不同模型,比较各模型预测效能并选择最优模型,同时输出最优模型得出的危险因素重要性排序。采用SPSS26.0软件进行统计学分析。计量资料以x±s表示,比较采用t检验;计数资料以率(%)表示,比较采用χ~2检验。p<0.05表示差异有统计学意义。采用Python 3.7软件的sklearn库建立机器学习模型,采用曲线下面积(Area under the curve,AUC)、灵敏度、特异度、精确度来评价所选模型效能。结果:1.本研究共纳入T2DM患者总人数15538例,其中发生CAS的病例数为8272人,未发生CAS的病例数为7266人,将两组患者按照4:1比例随机分为训练集及测试集,训练集中发生CAS的病例数共6617人,未发生CAS的病例数为5813人;测试集中发生CAS的病例数共1655人,未发生CAS的病例数为1453人。2.通过Lasso回归方法对T2DM患者发生颈动脉粥样硬化进行危险因素筛选,并输出筛选出的危险因素重要性排序(重要性为权重的绝对值)。经上述方法筛选后得出11项危险因素,分别为年龄、SBP、LDL-C、BMI、性别、HDL-C、Hb A1c、WC、SUA、吸烟史、饮酒史。3.本研究选取Lasso回归方法筛选出的十一项风险因素建立风险预测模型,分别使用上述六种机器学习算法建立T2DM患者发生CAS预测模型,比较各模型预测效能。从AUC结果来看,支持向量机模型在预测T2DM患者发生CAS的预测效能最佳,AUC值为0.761(95%CI 0.744-0.779)、准确度为0.711(0.695-0.727)、敏感度为0.743(95%CI 0.722-0.764)、特异度为0.675(95%CI 0.649-0.697)。本研究中,支持向量机模型与逻辑回归模型效果相当,但由于支持向量机模型无法输出模型中各危险因素的重要程度,因此,本研究选择逻辑回归模型输出的危险因素重要性来代替(两个模型效果相近)。危险因素重要性排序由重到轻依次为饮酒史、SUA、吸烟史、HDL-C、WC、BMI、性别、LDL-C、Hb A1c、SBP、年龄。结论:1.根据人工智能算法学习,支持向量机预测模型在预测2型糖尿病患者发生颈动脉粥样硬化时的效能最佳,且该模型与既往研究者所建的模型效能类似,但所需指标少,可及性强,更为便捷、实用,便于基层医疗单位应用。2.LR模型输出的T2DM患者发生CAS的十一项风险因素重要性排序由重到轻依次为饮酒史、SUA、吸烟史、HDL-C、WC、BMI、性别、LDL-C、HbA1c、SBP、年龄。
其他文献
习近平总书记关于文化建设的重要论述——“守正创新”,根源于马克思主义的世界观与方法论,孕育于中国文化建设的伟大实践。新发展阶段,建设社会主义文化强国需要把握正确方向,坚持守正创新。守正,即要守马克思主义意识形态之正,守人民之正,守中华文化立场与社会主义核心价值观之正,在理想信念、价值理念、道德观念层面恪守正道,实现对新时代文化建设的价值引领。构建新发展格局、健全现代文化产业体系需要以创新性的建设路
<正> 虎骨酒驱病健身,在国内外享有很高声誉。然而,老虎是在国际上重点保护的濒于灭绝的野生动物。1993年2月19日,国务院发布关于禁止牛角和虎骨的一切贸易活动的文件。这就意味着虎骨已被禁用,可喜的是我国有关专家目前已挖掘出一种新药材——中华地羊。中华地羊骨头具有高出老虎骨头数倍的药用价值,是目前唯一能替代虎骨的动物骨。
期刊
在互联网技术高速发展的背景下,社交媒体平台日新月异,不仅影响到大学生的交流和学习方式,还影响到大学生恋爱观的形成。大学生是庞大且重要的社交媒体使用群体,恋爱话题作为社交媒体平台的热点,广受大学生的关注,对其恋爱观产生着直接或间接、积极或消极的影响,而大学生恋爱观正确与否关系到他们未来家庭生活的幸福和社会的稳定与发展。因此,本研究结合质性研究和量化研究的方法,考察了社交媒体对大学生恋爱观产生影响的现
近年来,我国农产品的供应链模式和运输效率问题日趋受到重视。如何有效地减少生鲜农产品运输中的损失,改善其运输安全问题,合理地建立和优化农产品物流链,是我国当前亟待解决的重要农业发展议题。目前,我国大部分学术研究集中于连锁超市的供应链模式,但从实际情况来看,并非每个地区都适用这种模式。生鲜农产品的生产加工、批发市场、连锁超市和生鲜电商供应链是供应链系统中的重要组成部分。根据安徽省长丰县草莓供应链管理物
在脱贫攻坚期间,凉山州通过规模化的劳动力转移输出就业推动了大量贫困户脱贫,提升凉山彝族新生代农民工就业能力,既能够巩固脱贫攻坚成果又能助力乡村振兴,具有提升就业质量,为可持续脱贫提供动力;缓解劳动力结构性矛盾,维护地区社会稳定发展;激发内生动力,人才振兴促进乡村振兴等现实意义。在宏观、中观、微观视角下,凉山彝族新生代农民工就业能力的提升还面临着城乡二元体制衍生的障碍、社会资本与就业市场的双重阻碍以
<正> 地羊,又名塞隆,是代替虎骨制药的食草动物。地羊头大而扁,耳壳不发达,眼极小,背毛银灰色而略带浅赭色。
期刊
基于现代化教育背景下,各界人士对小学综合实践活动课程教学工作又提出了更高的要求,为了能够获取到预期理想的教学效果,那么自然需要教师结合学生学习需求下出发,小学开展综合实践活动的时候,学校和教师应该首先制定好活动课程的教学目标,在制定教学目标的时候应该考虑小学生实际的需求,根据实际需要选择合适的教学内容和方式。在接下来的文章中,将站在小学综合实践活动课程基础上,提出项目式学习模式实施的几点建议,希望
就目前水务集团的财务管理现状来看,财务会计与管理会计融合是提升集团财务管理水平的重要措施,同时也是集团可持续发展的根本趋势。文章首先分析财务会计与管理会计融合存在的问题,继而对融合措施进行深入探讨,最终提出如何通过健全管理体系、优化会计信息化建设以及加大会计人才培养等措施,实现水务集团财务会计与管理会计融合的目标。
<正>习近平总书记在党的二十大报告中深刻指出:“我们从事的是前无古人的伟大事业,守正才能不迷失方向、不犯颠覆性错误,创新才能把握时代、引领时代。”这一重要论述,闪耀真理光芒,彰显实践力量,具有极其重要的理论和实践意义。坚持守正与创新的辩证统一,是马克思主义认识论在新时代中国特色社会主义伟大实践中的贯彻运用和具体体现,是习近平新时代中国特色社会主义思想的理论精髓和鲜明特征,也是我们深入理解和深刻把握
期刊
<正>劳动教育曾是我国学校教育的传统,也是实施素质教育的重要内容。苏霍姆林斯基曾说:“儿童的智慧在他的手指尖上。”通过基本的劳动训练,可以让我们的双手和大脑协调发展。在小学阶段让学生树立劳动意识,养成劳动习惯,加强劳动技能显得尤为重要。新时期“以劳育人”理念积极探究具有可操作性且适合新时代学生全面发展的家校联合式劳动教育,树立学生劳动意识,培养劳动习惯,促进学生知行合一,习得劳动能力,磨炼意志品质
期刊