基于机器学习算法的左室舒张功能不全评估模型研究

发布时间：2020-03-26 19:52

【摘要】：背景 无症状型左室舒张功能不全(LVDD)在普通成年人群中的患病率很高,并且随着年龄增长以及冠心病、高血压病等心血管合并症的病情进展,左室舒张功能不全可进一步发展为有症状型心力衰竭(HF),同时LVDD可作为慢性心力衰竭患者不良预后及全因死亡的独立预测因子。有创心导管左室舒张末压力测定是评估LVDD的金标准,但其为有创检查,不易在临床实施。超声心动图是目前临床上被推荐用来评估左室舒张功能不全的主要方法,但是由于超声心动图的评估流程过于复杂,有较多局限性,对操作者技术水平有一定的要求,它仍然不能作为无症状型左室舒张功能不全的常规筛查手段。研究目的 本研究拟利用心电图、年龄、心血管合并症这些特征建立基于机器学习算法的左室舒张功能不全的初步评估模型,以期为早期筛查左室舒张功能不全提供更加廉价、便捷的解决方案。研究方法 收集2017年1月至2018年12月就诊于河南省人民医院门诊或住院部处于心力衰竭Stag A或Stag B阶段的病人,最终符合纳入和排除标准的病人共483例,根据超声心动图结果将研究对象分为左室舒张功能不全组(166例)、舒张功能正常组(317例),记录患者的心电图各项参数、年龄、性别、合并症等特征,对特征归一化预处理后,我们分别使用了3种方法来构建左室舒张功能不全的评估模型,分别是:逻辑回归(Logistics Regression,LR),K最近邻(K-Nearest Neighbor,KNN)、支持向量机(Support Vector Machine,SVM),通过3折交叉验证(3-fold cross-validation)的方式,来测试和比较模型的性能。研究结果 对于这3种机器学习方法,受试者工作特征曲线(Receiver operating characteristic curve,ROC)下面积(Area Under Curve,AUC)分别为:逻辑回归0.7,K最近邻算法0.6,其中基于支持向量机算法的评估模型显示出最好的性能,ROC曲线下面积为0.84(95%置信区间:0.81至0.87),用于评估左室舒张功能不全的敏感性和特异性分别为84%和67%。结论 基于机器学习算法的预测模型可作为评估左室舒张功能不全的早期筛查工具,进而能够早期做出干预,改善患者的预后。其中基于支持向量机的评估模型表现出良好的敏感性和特异性,值得在临床推广。
【图文】：

learn 机器学习库完成模型算法的训练和。我们分别使用了逻辑回归（LR）、成分类任务，每种方法均经多次随机抽、AUC 指标，求各个指标的平均值进高的准确性及模型泛化能力。 支持向量机原理概述寻找最大距离超平面0 世纪 90 年代中期，Vapnik 和他的 AT&是一种有监督的学习模型，用于完成分一个最佳分离超平面，其距离训练数据超界面。图中 H1 完全不能正确分类，近，，对新样本适应能力较弱，H3 即为

（2）松弛变量 C 的概念在实际的数据处理过程中，我们知道所示，实线为能把两个样本划分的非常好分割超平面的距离很小，而虚线虽然虽然总体样本点到分隔超平面的距离更大，分个圆圈再往右偏移一点，我们就根本无法分。因为过拟合和线性不可分问题的存在那些影响模型性能的点可以被忽略掉。
【学位授予单位】：新乡医学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP181;R541.6

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 赵团新;;超声心动图对老年钙化性心脏瓣膜病的诊断效果观察[J];影像研究与医学应用;2019年06期

2 王莲花;;心电图及超声心动图在老年急性缺血性脑血管病患者诊断中的应用价值[J];现代医用影像学;2019年04期

3 林蘅蘅;颜汉宁;朱春苗;杜俊彬;林焕斌;;床边超声心动图在新生儿重症监护室的应用价值[J];汕头大学医学院学报;2019年02期

4 廖秋宇;;老年甲状腺功能亢进症患者超声心动图表现及分析[J];世界最新医学信息文摘;2019年46期

5 陈爱明;;心电图联合超声心动图对心尖肥厚型心肌病的诊断价值分析[J];心血管外科杂志(电子版);2019年02期

6 武小刚;;探讨超声心动图在早期诊断主动脉夹层动脉瘤中的临床应用价值[J];世界最新医学信息文摘;2019年90期

7 姬莉莉;;老年退行性心脏瓣膜病的超声心动图研究[J];影像研究与医学应用;2017年11期

8 梁爱歌;;超声心动图在胎儿先天性心脏病中的诊断价值[J];中国民康医学;2017年24期

9 周晶晶;龚帆影;王珍;;用心电图检查与超声心动图检查诊断高血压性左心室肥厚的效果对比[J];当代医药论丛;2018年11期

10 陈君君;吴道珠;王亮;寇红菊;杨琰;;左冠状动脉异常起源于肺动脉的超声心动图表现分析[J];中国超声医学杂志;2018年08期

相关会议论文 前10条

1 杨浣宜;;中国超声医学工程学会超声心动图专业委员会25年回顾[A];学会30年发展史回顾——庆祝中国超声医学工程学会成立30周年征文选编[C];2014年

2 徐建平;;超声心动图在先天性心脏病介入封堵治疗术中的应用[A];第二届长三角超声医学论坛暨2009年浙江省超声医学学术年会论文汇编[C];2009年

3 杨娅;李治安;张小杉;蔺洁;王绿娅;;家族性高胆固醇血症的临床表现和超声心动图分析[A];中华医学会第十次全国超声医学学术会议论文汇编[C];2009年

4 陈春鸣;吴亚妹;王宇玫;赵晓东;;急诊床旁超声心动图177例临床分析[A];中华医学会急诊医学分会第十三次全国急诊医学学术年会大会论文集[C];2010年

5 周炳元;杨向军;杨俊华;贺永明;赵彩明;徐苏丹;王惠芬;;超声心动图多参数记分评估左室整体功能[A];第十三次全国心血管病学术会议论文集[C];2011年

6 李钧;邹剑铭;王绍林;强艳萍;雷禄岐;夏敏;石晶;;超声心动图在中老年人健康体检中的应用[A];全国第十一届心脏学会第十四届心功能学会《心脏杂志》编委会联合学术会议论文集[C];2009年

7 王晓冰;陈昕;杨军;任卫东;;超声心动图对心房黏液瘤的诊断价值[A];中华医学会第十三次全国超声医学学术会议论文汇编[C];2013年

8 王志民;王浩;郜朝晖;许闻桥;刘延玲;李建蓉;杨浣宜;刘汉英;;超声心动图报告的计算机网络管理系统的研制[A];中华医学会第六次全国超声医学学术年会论文汇编[C];2001年

9 朱贤胜;王莎莎;吴晓岩;张律;;超声心动图对完全型肺静脉异位引流的诊断价值[A];庆祝中国超声医学工程学会成立20周年——第八届全国超声医学学术会议论文汇编[C];2004年

10 王新房;刘夏天;;超声心动图发展简史[A];中华医学会超声医学新进展学术会议论文汇编[C];2004年

相关重要报纸文章 前10条

1 衣晓峰;付然;哈医大二院以超声心动图鉴别心脏良恶性肿瘤[N];中国医药报;2004年

2 钱 伟;哪些病需做超声心动图检查[N];中国中医药报;2004年

3 张中桥;超声心动图有助于 CVHD 早期诊断[N];中国医药报;2007年

4 张中桥;超声心动图为CVHD早期诊断提供“担保”[N];医药经济报;2007年

5 陈亮;我市首台新一代智能超声心动图诊断仪落户常州二院[N];常州日报;2006年

6 北京大学人民医院急诊科主治医师 周倩云　余剑波;超声心动图+心电图,早期诊断急性心梗[N];医药经济报;2011年

7 陈翔;心梗有必要做B超检查吗[N];农村医药报（汉）;2009年

8 本报记者 吴若琪;超声心动：瓣膜性心脏病诊断“金标准”[N];中国医药报;2015年

9 吴雅峰;给胎儿做个超声心动图[N];健康报;2007年

10 复旦大学附属中山医院 主治医师 程蕾蕾;怎样检测冠心(一)[N];家庭医生报;2009年

相关博士学位论文 前10条

1 马改改;心房颤动患者左室舒张及收缩功能的超声心动图评估与改进方法探讨[D];北京协和医学院;2018年

2 闫艳;超声心动图定量评价房颤患者射频消融前后心脏结构功能的临床研究[D];南京医科大学;2018年

3 周维新;Doppler超声心动图评价人工心脏瓣膜血流动力学研究[D];中国协和医科大学;1997年

4 陈立军;超声心动图评价冠心病左心功能临床研究[D];中国协和医科大学;1997年

5 郜朝晖;超声心动图评估冠状动脉疾病左室心肌功能的实验及临床研究[D];中国协和医科大学;2000年

6 徐兢;心肌致密化不全心肌病的超声心动图与遗传学的初步研究[D];南京医科大学;2006年

7 礼广森;超声新技术无创评价蒽环类抗肿瘤药亚临床期心脏毒性的实验及临床应用研究[D];中国医科大学;2007年

8 韩宇;食管超声心动图引导技术在房、室间隔缺损介入封堵术中的应用研究[D];郑州大学;2016年

9 兰亭玉;斑点追踪超声心动图对左心室功能的研究[D];北京协和医学院;2014年

10 樊丽姿;超声心动图与心血管造影诊断右室双出口的对比研究[D];北京协和医学院;2011年

相关硕士学位论文 前10条

1 孙志阔;基于机器学习算法的左室舒张功能不全评估模型研究[D];新乡医学院;2019年

2 李程锦;特纳综合征患儿的临床及超声心动图表现分析[D];天津医科大学;2019年

3 邢宇婷;丹蛭降糖胶囊对糖尿病合并冠心病患者超声心动图的影响及对糖尿病大鼠KLF5和TLR4的干预[D];安徽中医药大学;2019年

4 樊雪;超声心动图评价房颤射频消融不同手术方式对左心房功能的影响[D];甘肃中医药大学;2019年

5 郑斯琴;超声心动图评价乳腺癌化疗后早期右心室功能改变的价值[D];延边大学;2019年

6 唐至立;超声心动图研究先心病合并肺动脉高压的心脏结构特点[D];南华大学;2018年

7 黄佳;射血分数保留性心力衰竭患者的超声心动图特征分析[D];南华大学;2019年

8 贺洁;手术治疗32例小儿肺动脉吊带的临床分析[D];重庆医科大学;2019年

9 詹自玉;超声心动图技术在新生儿动脉导管未闭早期自然闭合中的应用研究[D];福建医科大学;2018年

10 李志莲;不同二维斑点追踪超声心动图软件测量左房机械形变功能的一致性分析[D];南方医科大学;2018年

本文编号：2601891