心臟病（heart disease）是心臟疾病的總稱，包括風(fēng)濕性心臟病、先天性心臟病、高血壓性心臟病、冠心病、心肌炎等各種心臟病。

人體“發(fā)動機” 心臟是一個強壯的、不知疲倦、努力工作的強力泵。心臟之于身體，如同發(fā)動機之于汽車。如果按一個人心臟平均每分鐘跳70次、壽命70歲計算的話，一個人的一生中，心臟就要跳動近26億次。一旦心臟停止跳動而通過搶救不能復(fù)跳，那就意味著，一個人的生命終止了。心臟病是人類健康的頭號殺手。全世界1／3的人口死亡是因心臟病引起的，而我國，每年有幾十萬人死于心臟病?！?/p>

心臟病的分類

一、先天性心臟病

1、可能由于母親在懷孕早期的疾病或服用的藥物有關(guān)；

2、與遺傳有關(guān)。

二、后天性心臟病

1、冠狀動脈心臟?。撼闊熂疤悄虿?高血壓等導(dǎo)致血管硬化狹窄,使血流受阻,易使心肌缺氧而受損.；

2、高血壓性心臟病 ：動脈性高血壓導(dǎo)致左心室肥大；肺高壓癥導(dǎo)致右心室肥大。

三、風(fēng)濕性心臟病

慢性風(fēng)濕性心臟病主要在風(fēng)濕熱感染后,心臟瓣膜逐漸病變所導(dǎo)致之異常。

四、肺源性心臟病

因慢性支氣管炎,肺氣腫等導(dǎo)致肺動脈高血壓癥,使得右心室肥大或衰竭。

五、心肌病

新陳代謝或荷爾蒙異常的心肌變化等,有時酗酒,藥物亦導(dǎo)致心肌變化。

六、 心臟腫瘤

大多為良性腫瘤,以黏液瘤為最常見,原發(fā)性心臟惡性腫瘤很少見。

七、血管病變

包括高血壓引起之動脈瘤,以及其它免疫機能異常引起之血管病變等。

冠心病

所有心臟患有問題都可以稱之為心臟病。冠心病屬于心臟病，并且目前發(fā)病的概率比較高。

冠心病也稱為冠狀動脈疾病 (CAD) 是一種慢性疾病，其中負(fù)責(zé)將含氧血液輸送到心肌的冠狀動脈變窄，無法將足夠的新鮮血液輸送到這個血液泵送器官。血管變窄通常是由于動脈硬化，這是一種常見的動脈疾病，其中變性面積增加，動脈內(nèi)表面形成膽固醇 (CHOL) 沉積斑塊，阻塞血流。在血液供應(yīng)減少的情況下，心臟無法獲得足夠的氧氣和營養(yǎng)以正常運作，從而導(dǎo)致心絞痛和心臟病發(fā)作。冠狀動脈血流有癥狀或無癥狀的減少，可能在運動或休息時發(fā)生，并可能最終導(dǎo)致心肌梗塞，具體取決于阻塞的嚴(yán)重程度及其發(fā)展速度。CAD 是最常見的心血管疾病 (CVD) 的一種形式，男性患病率為 6.9%，女性患病率為 6%。

冠心病死亡率居高不下

盡管醫(yī)療保健費用不斷增加，但冠心病作為殘疾和效率損失的主要原因?qū)θ蚪?jīng)濟具有重大影響。冠心病是發(fā)達國家死亡和殘疾的主要原因。盡管 冠心病 死亡率在過去四十年中有所下降，但 冠心病 仍然占 35 歲以上人群死亡人數(shù)的三分之一。

據(jù)世界衛(wèi)生組織稱，全球 60% 以上的冠心病負(fù)擔(dān)發(fā)生在發(fā)展中國家。

冠心病是全世界的主要死因：每年有 380 萬男性和 340 萬女性。

總體而言，在不同的研究中，伊朗（≥20 歲）的 CAD 患病率在 1.1-36.0% 之間。據(jù)報道，經(jīng)年齡調(diào)整的 CAD（≥30 歲）患病率為 21.8%（女性為 22.3%，女性為在伊朗德黑蘭，男性為 18.8%）。據(jù)報道，在伊朗伊斯法罕的城市人口中，35-79 歲人群的 CAD 患病率為 19.4%（女性為 21.9%，男性為 16.0%）。

在過去的十年中，新的科學(xué)證據(jù)有力地支持了預(yù)防性干預(yù)措施在維持健康方面的作用，并將急需的注意力和努力集中在心血管預(yù)防上。因此，預(yù)防CAD是一個主要目標(biāo)，并且一直集中在許多國際健康項目。

冠心病/冠狀動脈疾病 (CHDs/CAD) 是心血管疾病 (CVD) 的最常見形式，是發(fā)展中國家/發(fā)達國家死亡和殘疾的主要原因。

基于計算機的醫(yī)療診斷系統(tǒng)

醫(yī)生可以檢測到 CAD 危險因素，以防止在不久的將來發(fā)生 CAD。

侵入性冠狀動脈造影是目前的一種診斷方法，成本高昂，并且與 CAD 患者的發(fā)病率和死亡率相關(guān)。

本研究的目的是設(shè)計一個基于計算機的非侵入性 CAD 診斷系統(tǒng)，具有臨床可解釋的規(guī)則。

醫(yī)學(xué)診斷是一項艱巨而復(fù)雜的任務(wù)，計算機輔助診斷系統(tǒng)是旨在減少觀察監(jiān)督的技術(shù)。

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(fù)雜的邏輯和數(shù)學(xué)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(yīng)用改進臨床決策。

計算機輔助醫(yī)學(xué)診斷通常通過分類進行，也稱為“監(jiān)督學(xué)習(xí)”。在機器學(xué)習(xí)中，“分類”是根據(jù)包含類別成員已知（黃金標(biāo)準(zhǔn)）的觀察（特征）的訓(xùn)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(xué)習(xí)建模，自動化預(yù)測心臟病概率，以減輕醫(yī)生的負(fù)擔(dān)。

該數(shù)據(jù)庫包含14個屬性，目標(biāo)變量指患者是否患有心臟病

根據(jù)程序自動化計算，得到變量重要性

根據(jù)程序自動化計算，得到變量決策樹可視化

根據(jù)程序自動化計算，得到變量趨勢分析

展示我方模型驗證結(jié)果，模型KS=0.66，區(qū)分肝炎患者效果良好

模型AUC=0.94，區(qū)分肝炎患者效果良好

對于相同數(shù)據(jù)集，目前互聯(lián)網(wǎng)上模型AUC最高指標(biāo) 0.91，但我方模型AUC達到 0.94。

我方模型混淆矩陣驗證指標(biāo)如下：

model accuracy is: 0.8681318681318682

model precision is: 0.9

model sensitivity is: 0.8181818181818182

f1_score: 0.8571428571428572

對于相同數(shù)據(jù)集，我們模型混淆矩陣指標(biāo)高于發(fā)布于NCBI美國國家生物技術(shù)信息中心的論文模型。

心臟病/冠心病預(yù)測因子深度挖掘

1. thal鉈壓力測試

如下圖，鉈壓力測試發(fā)現(xiàn)缺陷，冠心病概率升高。

鉈壓力測試是一種核成像測試，可以顯示在運動或休息時血液流入心臟的情況。這種測試也稱為心臟或核壓力測試。

在測試過程中，一種被稱為放射性同位素的具有少量放射性的液體被注入你的一條靜脈。放射性同位素會流經(jīng)你的血液，最終進入你的心臟。一旦輻射進入你的心臟，一種叫做伽馬相機的特殊相機就可以檢測到輻射，并揭示你的心臟肌肉出現(xiàn)的任何問題。

鉈壓力測試的風(fēng)險和并發(fā)癥

大多數(shù)人都能很好地忍受鉈壓力測試。當(dāng)注射模擬運動的藥物時，你可能會感到刺痛，然后會感到溫暖。有些人可能會感到頭痛、惡心和心跳加速。

放射性物質(zhì)會通過尿液離開你的身體。放射性物質(zhì)注入人體的并發(fā)癥非常罕見。

測試的罕見并發(fā)癥可能包括：

心律失?；虿灰?guī)則心跳

心絞痛加重，或心臟血流不良引起的疼痛

呼吸困難

哮喘樣癥狀

血壓大幅度波動

皮疹

呼吸短促

胸部不適

頭暈

心悸或不規(guī)則心跳

正常結(jié)果

正常結(jié)果意味著流經(jīng)心臟冠狀動脈的血液是正常的。

異常結(jié)果

異常結(jié)果可能表明：

由于供應(yīng)心肌的一條或多條動脈變窄或堵塞，導(dǎo)致心臟部分血流減少

之前心臟病發(fā)作導(dǎo)致的心肌瘢痕

心臟病

心臟過大，表明存在其他心臟并發(fā)癥

2.熒光染色的主要血管數(shù)量

如下圖，熒光染色的主要血管數(shù)量越多，心臟病，冠心病概率越高

下圖為熒光透視系統(tǒng) DSA--用于心臟熒光檢查，心血管熒光透視

3.胸痛類型

如下圖，無癥狀心絞痛心臟病概率最高。

心絞痛是指被認(rèn)為由心肌缺血引起的癥狀的術(shù)語，通常表現(xiàn)為胸部不適，但可能存在與缺血相關(guān)的其他癥狀（例如，勞力性呼吸急促、惡心、出汗、疲勞）。

3.1.典型心絞痛癥狀

突然發(fā)生的位于胸骨體上段或中段之后的壓榨性、悶脹性或窒息性疼痛，亦可能波及大部分心前區(qū)，可放射至左肩、左上肢前內(nèi)側(cè)，達無名指和小指，偶可伴有瀕死感，往往迫使患者立即停止活動，重者還出汗。疼痛歷時1～5分鐘，很少超過15分鐘；休息或含服硝酸甘油，疼痛在1～2分鐘內(nèi)（很少超過5分鐘）消失。常在勞累、情緒激動（發(fā)怒、焦急、過度興奮）、受寒、飽食、吸煙時發(fā)生，貧血、心動過速或休克亦可誘發(fā)。

3.2.不典型的心絞痛癥狀

疼痛可位于胸骨下段、左心前區(qū)或上腹部，放射至頸、下頜、左肩胛部或右前胸，疼痛可很快消失或僅有左前胸不適、發(fā)悶感，常見于老年患者或者糖尿病患者。

3.3.asymptomatic無癥狀心絞痛

無癥狀心絞痛指在沒有胸痛或常見的心絞痛癥狀的情況下心肌灌注的短暫改變。

雖然心絞痛一直被認(rèn)為是心肌缺血和冠心病的主要癥狀，

但“無癥狀”（無癥狀）心肌缺血是冠心病 (CHD) 最常見的表現(xiàn)，占日常生活中超過 75% 的缺血發(fā)作通過心電圖 (ECG) 監(jiān)測評估 。(參見 “心絞痛：固定性心外膜冠狀動脈阻塞引起的胸痛” )

4.運動性心絞痛

如下圖，如果出現(xiàn)運動型心絞痛，心臟病，冠心病概率會上升

運動誘發(fā)的心絞痛 (AP) 是心臟病患者的常見主訴，尤其是在寒冷中運動時。

5.年齡

如下圖，年齡越高，心臟病，冠心病概率越大。

6.血清膽汁

如下圖，血清膽汁值越高，心臟病，冠心病概率會提升。

通過此次實驗，我方發(fā)現(xiàn)肝臟疾病和心臟病也有關(guān)聯(lián)性，具體邏輯關(guān)系如下：

肝硬化患者的心臟功能障礙與血清膽汁酸濃度升高密切相關(guān)。休斯頓貝勒醫(yī)學(xué)院學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)過量膽汁酸能減少心肌細(xì)胞中的脂肪酸氧化，并可以導(dǎo)致心臟功能障礙，這種心臟綜合征被稱為膽汁原性心臟病。

7.性別

如下圖，男性心臟病概率比女性高。這可能和男性生理特征和生活壓力有關(guān)系。

模型結(jié)論

通過數(shù)據(jù)建模和深度數(shù)據(jù)挖掘，患有心臟病的人在檢查實驗下：

1.鉈壓力測試下發(fā)現(xiàn)缺陷

2.熒光染色血管數(shù)量越多

3.無癥狀心絞痛

4.運動性心絞痛

5.年齡更大

6.偏好男性

7.血清膽汁水平更高

.......其他因素等等。

我們可以根據(jù)上述變量組合稱為策略，協(xié)助醫(yī)生判斷和預(yù)測心臟病概率

模型輸出

我們可以用機器學(xué)習(xí)建模，自動化預(yù)測心臟病概率，以減輕醫(yī)生的負(fù)擔(dān)。

舉例：通過輸入檢查指標(biāo)，模型對張三心臟病預(yù)測概率為86.45%

通過輸入檢查指標(biāo)，模型對李四心臟病預(yù)測概率為60.27%。

通過輸入檢查指標(biāo)，模型對王五心臟病預(yù)測概率為51.27%。

心臟病預(yù)防

這需要通過戒煙、降低高血壓、控制糖尿病、保持健康體重、定期鍛煉、遵循有益心臟健康的飲食來降低 CHOL、LDL 和甘油三酯并提高 HDL、減輕壓力來改變生活方式和限制飲酒

心臟病，冠心病預(yù)測模型就為大家介紹到這里。我們公司支持論文，作業(yè)，專利，企業(yè)項目的一對一機器學(xué)習(xí)建模定制服務(wù)，快速解決問題，節(jié)約大量時間。文章視頻版本如下：

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