基于炎症指标的急性心肌梗死溶栓后心肌灌注不良机器学习预测模型构建
Construction of a machine learning early warning model for poor myocardial perfusion after thrombolysis in acute myocardial infarction based on inflammatory indicators
摘要目的 分析急性心肌梗死(AMI)患者溶栓后心肌灌注不良的影响因素,基于不同机器学习算法构建并对比所构建预警模型的预测效能,筛选最优预警模型.方法 选取2022年2月至2024年12月河北医科大学第二医院收治的253例AMI患者,均接受溶栓治疗.根据溶栓后24 h内TIMI心肌灌注(TMP)分级将入组患者分为心肌灌注不良组(TMP为0~Ⅱ级)和心肌灌注良好组(Ⅲ级),统计两组临床数据、入院24 h内炎症指标[系统性炎症反应指数(SII)、中性粒细胞与淋巴细胞比值(NLR)、血小板与淋巴细胞比值(PLR)],采用逻辑回归(LR)方程分析AMI患者溶栓后心肌灌注不良的影响因素,同时基于支持向量机(SVM)、LR、随机森林、K-最近邻(KNN)4种机器学习算法构建预警模型,通过受试者工作特征曲线(ROC)、精确率、F1分数评估4种机器学习算法模型预测效能,并进行外部验证.结果 心肌灌注不良组SII、NLR、PLR、cTnI、CK-MB水平及罪犯血管为左前降支占比均高于心肌灌注良好组,差异有统计学意义(均P<0.05);SII、NLR、PLR、cTnI、CK-MB、罪犯血管是AMI溶栓后心肌灌注不良的影响因素(均P<0.05).ROC曲线显示,随机森林模型预测AUC为0.927(0.887~0.956),显著高于SVM AUC 0.862(0.813~0.902)、KNN AUC 0.852(0.803~0.894)、LR AUC 0.846(0.796~0.888),差异有统计学意义(均P<0.05),且随机森林模型精确率、FI分数最高,综合预测效能最优.随机森林模型的特征重要性排序结果显示,SII、cTnI、罪犯血管对模型的贡献度最大,其次为NLR、PLR、CK-MB.在外部验证集中,ROC曲线分析显示,随机森林模型的AUC为0.920(95%CI 0.858~0.982);校准曲线显示,随机森林模型预测概率与实际观察结果具有良好的一致性(Hosmer-Lemeshow检验,χ2=6.371,P=0.602).随机森林模型预测结果与临床诊断符合率为0.946,Kappa值为0.868(95%CI 0.665~1.071).结论 随机森林模型预测AMI溶栓后心肌灌注不良的综合预测效能最佳,该模型确定的重要预测因子SII、cTnI、罪犯血管贡献度最大,其次为NLR、PLR、CK-MB,基于此模型临床上有望精准识别AMI溶栓后早期心肌灌注不良的高危人群.
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