亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        支持向量機(jī)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)后晚期靜脈移植血管病患病風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)中的應(yīng)用*

        2019-09-17 11:55:20鳳思苑鞏曉文李長(zhǎng)平劉媛媛
        關(guān)鍵詞:模型研究

        鳳思苑 鞏曉文 崔 壯△ 高 靜 李長(zhǎng)平 劉媛媛 劉 寅 馬 駿

        【提 要】 目的 探討支持向量機(jī)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在預(yù)測(cè)個(gè)體冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)后晚期靜脈移植血管病患病風(fēng)險(xiǎn)中的應(yīng)用。方法 選取2015年3月-2017年12月天津市胸科醫(yī)院CABG術(shù)后超過(guò)一年的冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病患者,分別應(yīng)用徑向基SVM、多項(xiàng)式SVM和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立晚期SVGD預(yù)測(cè)模型。通過(guò)受試者工作特征曲線下面積、精確率、召回率及F1指標(biāo)評(píng)價(jià)模型的預(yù)測(cè)性能。結(jié)果 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在測(cè)試集中反映模型精確率和召回率的F1值為0.84,而ROC曲線下面積均值為0.773,大于其他兩種SVM預(yù)測(cè)模型。結(jié)論 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)晚期SVGD的預(yù)測(cè)表現(xiàn)更佳,有助于臨床的輔助診斷。

        冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病(coronary atherosclerotic heart disease,CHD)是嚴(yán)重威脅人類(lèi)健康的最常見(jiàn)的心臟病之一。根據(jù)《中國(guó)衛(wèi)生和計(jì)劃生育統(tǒng)計(jì)年鑒(2016)》,2015年中國(guó)城市和農(nóng)村居民冠心病死亡率分別為110.91/10萬(wàn)和110.67/10萬(wàn),自2012年一直呈上升趨勢(shì)[1]。冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)(coronary artery bypass grafting,CABG)是目前治療CHD最有效方法之一,其中靜脈移植血管(saphenous vein graft,SVG)作為CABG術(shù)中常用的橋血管材料,其血管術(shù)后1年內(nèi)通暢率為89%,10年后血管通暢率下降到61%[2]。CABG術(shù)后靜脈移植血管病變會(huì)降低血管通暢率,引起患者缺血癥狀的復(fù)發(fā),即靜脈移植血管病(saphenous vein graft disease,SVGD)[3]。它直接影響了CABG術(shù)后患者的遠(yuǎn)期預(yù)后及生活質(zhì)量。因此,建立SVGD患病風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測(cè)模型,在確定高危人群的范圍,做好針對(duì)性的預(yù)防措施,減緩SVGD的發(fā)生、降低CHD患者再行相關(guān)手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)等方面顯得尤為重要。

        目前的研究多為SVGD相關(guān)危險(xiǎn)因素的研究,對(duì)于發(fā)病率高的晚期SVGD研究甚少,缺少晚期SVGD的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模型[4-5]。本文主要運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)中表現(xiàn)良好的支持向量機(jī)(support vector machines,SVM)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(artificial neural networks,ANN)建立不同的預(yù)測(cè)模型,通過(guò)對(duì)影響模型性能的重要參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整,選擇適合晚期SVGD患病風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)的最佳模型,從而更好的預(yù)防晚期SVGD的發(fā)生發(fā)展。

        對(duì)象和方法

        1.研究對(duì)象

        選取2015年3月-2017年12月在天津市胸科醫(yī)院就診的CABG術(shù)后超過(guò)1年的CHD患者506人。納入標(biāo)準(zhǔn):CABG術(shù)后出現(xiàn)缺血癥狀而入院檢查的患者;冠狀動(dòng)脈及移植橋血管造影顯示至少含1支SVG橋血管狹窄≥50%;SVG橋齡≥1年;所有研究指標(biāo)均無(wú)缺失值。排除標(biāo)準(zhǔn):外吻合口部狹窄;嚴(yán)重瓣膜疾?。皇Т鷥斝孕牧λソ?;惡性腫瘤或血液系統(tǒng)疾??;急慢性肺部疾??;甲狀腺功能異常;嚴(yán)重肝腎功能不全;免疫系統(tǒng)疾病。最終入選患者506例,根據(jù)冠狀動(dòng)脈造影結(jié)果,將患者分為SVGD組346例和非SVGD組160例。

        2.研究方法

        (1)資料收集 臨床基線資料,包括:性別、年齡、收縮壓、舒張壓、吸煙史、飲酒史、高血壓史、糖尿病病史、高脂血癥病史、腦卒中病史和心血管疾病家族史等。收集患者入院時(shí)實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)指標(biāo)、基本生化化驗(yàn)指標(biāo)、血常規(guī)化驗(yàn)指標(biāo)、既往行CABG術(shù)基本情況及冠脈造影復(fù)查結(jié)果。

        (2)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 本研究采用5折交叉驗(yàn)證的方法將506樣本集隨機(jī)分成5個(gè)正負(fù)比例相同的互斥子集:依次取出1個(gè)子集作為測(cè)試集,其余4個(gè)子集組合為訓(xùn)練集。訓(xùn)練集樣本用于建立模型,測(cè)試集樣本用于評(píng)估模型的預(yù)測(cè)效果。每個(gè)模型每次模擬都會(huì)得出相應(yīng)的評(píng)估指標(biāo),通過(guò)循環(huán)模擬5次,將5次結(jié)果的平均值作為對(duì)該模型效果的估計(jì)。建模的基本過(guò)程如下:①利用非條件logistic回歸單因素分析篩選有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的變量納入模型,檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05;②利用R軟件中“e1071”包建立SVM模型(選擇徑向基核函數(shù)和多項(xiàng)式核函數(shù));③利用R軟件中的“nnet”包建立ANN模型(選擇誤差反向傳播網(wǎng)絡(luò),簡(jiǎn)稱(chēng)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò));④利用ROC曲線下面積、精確率、召回率及F1指標(biāo)對(duì)三個(gè)模型的性能進(jìn)行評(píng)估和比較。所有統(tǒng)計(jì)分析由SPSS 20.0、R 3.4.2完成。

        結(jié) 果

        1.基本情況

        本次研究共納入CABG術(shù)后超過(guò)1年的CHD患者506人,其中男性369人,女性137人,平均年齡為(64.84±7.95)歲。

        2.非條件logistic單因素分析

        以是否是SVGD為因變量對(duì)采集到的信息分別進(jìn)行單因素分析,結(jié)果顯示橋齡、原位靶血管病變支數(shù)、冠心病類(lèi)型、左室射血分?jǐn)?shù)(LVEF)、左室舒張末期內(nèi)徑(LVDED)、α-羥丁酸脫氫酶(α-HBDH)、極低密度脂蛋白(VLDL)、脂蛋白a(LP(a))和同型半胱氨酸(Hcy)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,見(jiàn)表1。

        表1 單因素logistic分析結(jié)果

        3.SVM模型及分析結(jié)果

        本文SVM模型分別選用處理非線性數(shù)據(jù)的徑向基(RBF)核函數(shù)和多項(xiàng)式(Poly)核函數(shù)來(lái)構(gòu)建。五次模擬都是通過(guò)十折交叉驗(yàn)證誤差最小的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)獲取核函數(shù)的最優(yōu)參數(shù)[6-7]。兩個(gè)模型所選預(yù)測(cè)變量的相對(duì)重要性排序如圖1和圖2。

        4.BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及分析結(jié)果

        ANN模型采用最常用的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)建模分析。其輸入層節(jié)點(diǎn)數(shù)為9,輸出層節(jié)點(diǎn)數(shù)為1,隱藏層為一層,五次模擬的隱藏層節(jié)點(diǎn)數(shù)分別為2、1、1、1、2。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)所選預(yù)測(cè)變量的相對(duì)重要性排序如圖3。

        5.模型的性能度量

        模型的性能度量就是對(duì)分類(lèi)器的泛化能力進(jìn)行比較,可選的評(píng)估指標(biāo)有很多??紤]到患病風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測(cè)模型更多的是看重疾病的查準(zhǔn)率和查全率,除了常見(jiàn)的ROC曲線下面積的比較,還使用了基于精確率(precision)和召回率(recall)調(diào)和平均的F1指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)[8]。經(jīng)過(guò)交叉驗(yàn)證后的多項(xiàng)式SVM在訓(xùn)練集和測(cè)試集的ROC曲線下面積均值分別為0.931和0.726,徑向基SVM在訓(xùn)練集和測(cè)試集的ROC曲線下面積均值分別為0.791和0.768,BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在訓(xùn)練集和測(cè)試集的ROC曲線下面積均值分別為0.791和0.773。三種模型詳細(xì)的評(píng)估指標(biāo)參數(shù)見(jiàn)表2。

        圖1 徑向基SVM變量相對(duì)重要性排序

        圖2 多項(xiàng)式SVM變量相對(duì)重要性排序

        圖3 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)變量相對(duì)重要性排序

        多項(xiàng)式SVM徑向基SVMBP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練集 精確率0.780.780.80召回率0.920.920.89 F1值0.850.850.86 AUC0.9310.7910.791測(cè)試集 精確率0.720.780.79召回率0.930.930.90 F1值0.810.840.84 AUC0.7260.7680.773

        討 論

        基于所研究數(shù)據(jù)非線性的特點(diǎn),本研究采用SVM和ANN應(yīng)用于CABG術(shù)后晚期靜脈移植血管病患病風(fēng)險(xiǎn),得到了三個(gè)預(yù)測(cè)模型及其所選預(yù)測(cè)變量的相對(duì)重要性排序,并利用多項(xiàng)指標(biāo)對(duì)模型的泛化能力進(jìn)行評(píng)估和比較。研究發(fā)現(xiàn)雖然每個(gè)模型所選預(yù)測(cè)變量的相對(duì)重要性排序不一致,但是影響模型預(yù)測(cè)性能排在前三位的變量均是橋齡、LVDED和原位靶血管病變支數(shù),說(shuō)明上述三個(gè)指標(biāo)是影響晚期SVGD發(fā)生的主要因素。既往研究發(fā)現(xiàn)靜脈移植血管遠(yuǎn)期再狹窄和閉塞的機(jī)制主要是血管的粥樣硬化[9]。長(zhǎng)期的血管內(nèi)膜損失,使靜脈移植血管發(fā)生纖維性彌漫粥樣斑塊病變,繼而會(huì)形成彌散、向心、少鈣及缺少纖維帽的斑塊。最終,斑塊破裂導(dǎo)致靜脈移植血管的狹窄和栓塞。綜合分析發(fā)現(xiàn)橋齡長(zhǎng)的患者發(fā)生晚期SVGD可能性較高,原因可能與其靜脈橋血管發(fā)生粥樣硬化可能性較高有關(guān),國(guó)外的很多研究也發(fā)現(xiàn)橋齡是靜脈橋狹窄的危險(xiǎn)因素[10-12]。此外,研究還發(fā)現(xiàn)原位靶血管病變支數(shù)和LVDED與晚期SVGD的發(fā)生密切相關(guān)。

        對(duì)于數(shù)據(jù)線性不可分情況,SVM的主要思想是利用核函數(shù)將輸入向量映射到一個(gè)高維的特征向量空間,并在該特征空間中構(gòu)造最優(yōu)分類(lèi)面[13]。本研究選用的徑向基核函數(shù)和多項(xiàng)式核函數(shù)分別是局部性核函數(shù)和全局性核函數(shù)的典型代表。在核函數(shù)參數(shù)選擇上,選用網(wǎng)格搜索法來(lái)遍歷搜索范圍內(nèi)所有的參數(shù)組合,雖然預(yù)測(cè)速度相對(duì)較慢,但可以保證搜索到最優(yōu)參數(shù)[14-15]。分析結(jié)果顯示,徑向基SVM在測(cè)試集的ROC曲線下面積和F1值都高于多項(xiàng)式SVM,說(shuō)明徑向基SVM較多項(xiàng)式SVM更適合晚期SVGD的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè),這可能與徑向基核函數(shù)有較好的學(xué)習(xí)能力有關(guān)。多項(xiàng)式SVM在訓(xùn)練集的ROC曲線下面積為0.931,但是在測(cè)試集的表現(xiàn)較差,提示多項(xiàng)式SVM在訓(xùn)練模型時(shí)可能存在過(guò)擬合的現(xiàn)象,模型的泛化能力較差。

        BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種具有自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)和很強(qiáng)的非線性映射能力的多層前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),由輸入層、隱藏層和輸出層組成。由于隱藏層的節(jié)點(diǎn)數(shù),尚無(wú)理論指導(dǎo),本研究五次模擬的隱藏層節(jié)點(diǎn)數(shù)都是通過(guò)測(cè)試集ROC曲線下面積最大的標(biāo)準(zhǔn)反復(fù)試驗(yàn)確定。分析的結(jié)果顯示,BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在測(cè)試集的ROC曲線下面積略高于徑向基SVM,但在F1指標(biāo)方面相同,表明BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是本研究中最佳的預(yù)測(cè)模型。

        目前冠狀動(dòng)脈造影是診斷SVGD的金標(biāo)準(zhǔn),但其檢測(cè)費(fèi)用相對(duì)較高。本研究通過(guò)入選患者既往基線資料和臨床檢查指標(biāo)建立BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)SVGD患病風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè),具有較高的查準(zhǔn)率和查全率,對(duì)輔助診斷起到一定的幫助作用。在建模方面采用了交叉驗(yàn)證的方法,可以從有限的數(shù)據(jù)中盡可能挖掘多的信息,避免結(jié)果出現(xiàn)局部的極值,提高了模型的穩(wěn)定性[16]。

        本研究仍存在一些不足之處。首先,利用單因素logistic回歸,按0.05的水準(zhǔn)從候選變量中篩選分類(lèi)能力較強(qiáng)的變量作為模型預(yù)測(cè)因子,以提高建模的效率和預(yù)測(cè)性能,但受樣本含量和入選患者的代表性所限,結(jié)果可能會(huì)丟失一些與SVGD發(fā)病有關(guān)的潛在因素。其次,本研究采用了內(nèi)部驗(yàn)證的方法避免過(guò)擬合,但仍缺乏外部數(shù)據(jù)的驗(yàn)證。因此,還應(yīng)在后續(xù)研究中增大樣本量,納入更多地區(qū)的患者,進(jìn)一步調(diào)整優(yōu)化模型,并對(duì)模型的預(yù)測(cè)性能、泛化能力和穩(wěn)定性進(jìn)行更加客觀準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)。

        猜你喜歡
        模型研究
        一半模型
        FMS與YBT相關(guān)性的實(shí)證研究
        2020年國(guó)內(nèi)翻譯研究述評(píng)
        遼代千人邑研究述論
        重要模型『一線三等角』
        重尾非線性自回歸模型自加權(quán)M-估計(jì)的漸近分布
        視錯(cuò)覺(jué)在平面設(shè)計(jì)中的應(yīng)用與研究
        科技傳播(2019年22期)2020-01-14 03:06:54
        EMA伺服控制系統(tǒng)研究
        新版C-NCAP側(cè)面碰撞假人損傷研究
        3D打印中的模型分割與打包
        亚洲色爱免费观看视频| 人妻少妇精品无码专区二区 | 国产精品熟女视频一区二区| 一区二区三区人妻av| 美国黄色片一区二区三区| 东京热东京道日韩av| 国产看黄网站又黄又爽又色| 亚洲女同恋av中文一区二区| 亚洲精品123区在线观看| 亚洲精品色午夜无码专区日韩| 少妇特殊按摩高潮不断| 性高朝久久久久久久| av中国av一区二区三区av| 日本一区二区三区在线观看免费| 国产成人av免费观看| 美女内射毛片在线看免费人动物| 日韩精品成人一区二区在线观看| 久激情内射婷内射蜜桃人妖| 国产成人精品一区二区三区av| 亚洲男女免费视频| 无码中文亚洲av影音先锋 | 亚洲va欧美va人人爽夜夜嗨| 男人进去女人爽免费视频 | 国产精品视频一区国模私拍| 日本污ww视频网站| 国产喷白浆精品一区二区豆腐| 国产乱子伦精品无码码专区| 摸丰满大乳奶水www免费| 国产精品一区一区三区| 狠狠色噜噜狠狠狠97影音先锋| 亚洲av成人精品日韩在线播放| 日本大片一区二区三区| 岛国大片在线免费观看| 国产麻豆成人精品av| 色婷婷综合久久久中文字幕| 亚洲老女人区一区二视频| 精品无码一区二区三区亚洲桃色| 国产精品黄色片在线看| 手机在线观看亚洲av| 国产亚洲女人久久久久久| 国产自国产在线观看免费观看|