機器學習模型-BUPA liver disorders-探索飲酒與肝炎關系


肝炎是由細菌、病毒、寄生蟲、酒精、藥物、化學物質(zhì)、自身免疫等多種致病因素引起的肝臟炎癥的統(tǒng)稱。兒童及成年人均可患病,病毒感染導致的病毒性肝炎較為常見。
過渡飲酒是肝炎重要因素
過渡飲酒會引發(fā)下述血檢指標異常,暗示肝炎發(fā)生。

酒精相關性肝?。ˋRLD)是指因過量飲酒引起的肝損傷。當酒精進入您的肝臟時,一些肝細胞就會死亡。肝臟可以產(chǎn)生新細胞,但? 多年長期濫用酒精(飲酒過多)會降低其再生能力。這可能會對您的肝臟造成嚴重和永久性的損害。在過去幾十年中,由于酒精濫用程度的增加,患有這種疾病的人數(shù)一直在增加。

第一階段:酒精性脂肪肝
大量飲酒,即使只是幾天,也會導致肝臟脂肪堆積。這稱為酒精性脂肪肝,是 ARLD 的第一階段。
脂肪肝很少引起任何癥狀,但這是一個重要的警告信號,表明您的飲酒量已達到有害水平。
脂肪肝是可逆的。如果您停止飲酒 2 周,您的肝臟應該會恢復正常。
第二階段:酒精性肝炎
酒精性肝炎與傳染性肝炎無關,是一種潛在的嚴重疾病,可由長期濫用酒精引起。當這種情況發(fā)生時,這可能是一個人第一次意識到他們正在通過酒精損害他們的肝臟。
不太常見的情況是,如果您在短時間內(nèi)大量飲酒(酗酒),就會發(fā)生酒精性肝炎。
如果您永久停止飲酒,與輕度酒精性肝炎相關的肝損傷通常是可逆的。
然而,嚴重的酒精性肝炎是一種嚴重且危及生命的疾病。全球每年都有很多人死于這種疾病,有些人直到病情發(fā)展到這個階段才發(fā)現(xiàn)自己有肝損傷。
第三階段:肝硬化
肝硬化 是 ARLD 的一個階段,其中肝臟已明顯結(jié)疤。即使在這個階段,也可能沒有任何明顯的癥狀。
它通常是不可逆的,但立即停止飲酒可以防止進一步的損害并顯著延長您的預期壽命。
患有酒精相關性肝硬化并且不停飲酒的人至少能再活 5 年的機會不到 50%。
模型實驗
我們是否可以建立機器學習模型實驗,證明酒精與肝損傷關系?

模型實驗數(shù)據(jù)集來源于BUPA Medical Research Ltd

模型變量中英文釋義如下:
gamma-glutamyl transpeptidase? ?γ-谷氨酰轉(zhuǎn)肽酶
alamine aminotransferase 丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶
aspartate aminotransferase 天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶
alkaline phosphotase堿性磷酸酶
mean corpuscular volume平均紅細胞體積
5 個變量都是血液測試,它們被認為對過度飲酒可能引起的肝臟疾病敏感。
初步實驗模型性能優(yōu)秀,通過處理后,模型性能還有提升空間。
model accuracy is: 0.8461538461538461
AUC: 0.7597523219814241
good classifier
模型AUC=0.76,區(qū)分肝炎患者效果良好

模型KS=0.47,區(qū)分肝炎患者效果良好

變量重要性排名如下:
我們發(fā)現(xiàn)mean corpuscular volume平均紅細胞體積是最重要參考指標。

變量趨勢分析如下:
mean corpuscular volume平均紅細胞體積為例,當值越高時,肝炎概率越高。

模型用途-基于計算機的醫(yī)療診斷系統(tǒng)
醫(yī)生可以檢測到 肝炎危險因素,以防止在不久的將來發(fā)生肝炎。
本研究可以設計一個基于計算機的肝炎診斷系統(tǒng),具有臨床可解釋的規(guī)則。
醫(yī)學診斷是一項艱巨而復雜的任務,計算機輔助診斷系統(tǒng)是旨在減少觀察監(jiān)督的技術。
由于計算機可以存儲大量數(shù)據(jù),因此計算機輔助診斷對于執(zhí)行分類和決策程序是可取的在以非常高的速度執(zhí)行復雜的邏輯和數(shù)學運算的同時長時間不失真。
基于計算機的醫(yī)療診斷系統(tǒng)因其提高醫(yī)療保健質(zhì)量的潛力而得到推廣,包括它們在支持和治療方面的應用改進臨床決策。
計算機輔助醫(yī)學診斷通常通過分類進行,也稱為“監(jiān)督學習”。在機器學習中,“分類”是根據(jù)包含類別成員已知(黃金標準)的觀察(特征)的訓練集來識別新觀察屬于哪個類別(類)的問題。
我們可以用機器學習建模,自動化預測肝炎概率,以減輕醫(yī)生的負擔。
例如張三在血檢之后得到下述結(jié)果
mean corpuscular volume 85
alkaline phosphotase 92
alamine aminotransferase 45
aspartate aminotransferase 27
gamma-glutamyl transpeptidase 31
模型輸入這5個參數(shù)后,自動計算肝炎概率為:0.37,這表明張三肝炎概率并不高.提醒一下,計算機模型輸出僅供臨床醫(yī)生參考,其結(jié)果需要經(jīng)驗豐富醫(yī)生交叉驗證.

王麻子在血檢之后得到下述結(jié)果
mean corpuscular volume 100
alkaline phosphotase 60
alamine aminotransferase 29
aspartate aminotransferase 23
gamma-glutamyl transpeptidase 76
模型輸入這5個參數(shù)后,自動計算肝炎概率為:0.8,表明肝炎概率較高,需要注意酒精攝入量.

變量分析部分展示
mean corpuscular volume平均紅細胞體積

gamma-glutamyl transpeptidase γ-谷氨酰轉(zhuǎn)肽酶

GGT 是一種遍布全身的酶,但主要存在于肝臟中。當肝臟受損時,GGT 可能會泄漏到血液中。血液中高水平的 GGT 可能是肝病或膽管受損的征兆。膽管是攜帶膽汁進出肝臟的管道。膽汁是由肝臟產(chǎn)生的液體。這對消化很重要。
GGT 測試無法診斷肝病的具體原因。因此,它通常與其他肝功能測試一起或在其他肝功能測試之后進行,最常見的是堿性磷酸酶 (ALP) 測試。ALP 是另一種肝酶。它通常用于幫助診斷骨骼疾病和肝臟疾病。
如果您有肝病癥狀,您可能需要進行 GGT 檢
癥狀包括:
疲勞
弱點
黃疸,一種導致皮膚和眼睛變黃的病癥
食欲不振
腹痛或腫脹
惡心和嘔吐
GGT結(jié)果意味著什么?
如果您的結(jié)果顯示 GGT 高于正常水平,則可能是肝損傷的跡象。損壞可能是由于以下情況之一造成的:
肝炎
肝硬化
酒精使用障礙
胰腺炎
糖尿病
充血性心力衰竭
藥物的副作用。某些藥物會對某些人造成肝損傷。
aspartate aminotransferase 天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶
AST 是您的肝臟產(chǎn)生的一種酶。其他器官,如您的心臟、腎臟、大腦和肌肉,也產(chǎn)生較少的量。
通常,血液中的 AST 水平很低。當您的肝臟受損時,它會將更多 AST 放入您的血液中,您的水平就會升高。

alamine aminotransferase 丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶
這種酶主要存在于您的肝臟中。少量的 ALT 也存在于您的腎臟和其他器官中。
您的身體使用 ALT 將食物分解成能量。通常,血液中的 ALT 水平較低。如果您的肝臟受損,它會向您的血液中釋放更多的 ALT,并且水平會升高。

您應該會在大約一天內(nèi)得到結(jié)果。正常的 ALT 測試結(jié)果范圍為每升 7 至 55 個單位 (U/L)。男性的水平通常更高。



alkaline phosphotase堿性磷酸酶
堿性磷酸酶測試通常用于篩查或幫助診斷肝臟或骨骼疾病。該測試還可以幫助診斷或監(jiān)測其他健康狀況。
堿性磷酸酶高表示您的肝臟可能出現(xiàn)問題:
膽管阻塞
肝硬化
肝炎
單核細胞增多癥,有時會導致肝臟腫脹

許多事情都會影響 堿性磷酸酶水平。懷孕會導致高于正常的堿性磷酸酶水平。兒童和青少年的堿性磷酸酶水平可能較高,因為他們的骨骼正在生長。避孕藥和某些藥物可能會降低堿性磷酸酶水平,而其他藥物會導致 堿性磷酸酶 水平升高。即使在堿性磷酸酶測試前進食脂肪餐也可能導致堿性磷酸酶略微升高。
總結(jié)
此酒精預測肝炎模型實驗意義重大
酒精性肝炎可防可控,通過教育減少酒精攝入量或戒酒,我們可以顯著降低肝炎患者數(shù)量。

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