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Enregistrement W4306291311 · doi:10.1093/eurheartj/ehac544.300

Unsupervised machine learning improves risk stratification of patients with visual normal SPECT myocardial perfusion imaging assessments

2022· article· en· W4306291311 sur OpenAlexaff
Bryan Bednarski, Michelle C. Williams, Konrad Pieszko, R J H Miller, Cathleen Huang, Jacek Kwieciński, T Sharir, Marcelo F. Di Carli, Mathews B. Fish, Terrence D. Ruddy, T Hasuer, Elliott Miller, Wanda Acampa, David S. Berman, Piotr J. Slomka

Notice bibliographique

RevueEuropean Heart Journal · 2022
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueCardiac Imaging and Diagnostics
Établissements canadiensUniversity of OttawaLibin Cardiovascular Institute of AlbertaUniversity of Calgary
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésMedicineMaceMyocardial perfusion imagingHazard ratioSingle-photon emission computed tomographyUnsupervised learningArtificial intelligenceProportional hazards modelConfidence intervalCluster analysisSilhouetteRisk stratificationPerfusionInternal medicineCardiologyMyocardial infarctionComputer sciencePercutaneous coronary intervention

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract Background Unsupervised machine learning has the potential to identify new cardiovascular phenotypes and more accurately assess individual risk in an unbiased fashion. Purpose We aimed to use unsupervised learning to identify, analyze, and risk-stratify subgroups of patients with normal perfusion by visual interpretation on single-photon emission computed tomography (SPECT) myocardial perfusion imaging (MPI). Methods We included consecutive patients with visual normal clinical assessment (summed stress score of 0) from the multicenter (9 sites), REFINE SPECT registry. We considered 23 clinical, 17 image-acquisition, and 26 imaging variables. Optimal dimensionality reduction (Uniform Manifold Approximation and Projection), clustering (Gaussian Mixture Model), and number of clusters were selected to maximize the silhouette coefficient (how similar a patient is to those in their own cluster compared to other clusters). Risk stratification for all-cause mortality (ACM) and major adverse cardiac events (MACE) was assessed within these clusters and compared to risk stratification by quantitative ischemia (<5%, 5–10%, >10%) using Kaplan-Meier curves and Cox Proportional-Hazards analysis. Results In total, 17,527 (of 30,351) patients in the registry had visually normal perfusion, 49.7% female, median age of 64 [55, 72] years. There were 1,138 ACM events and 2,091 MACE events with a median follow-up of 4.1 [2.9, 5.7] years. Unsupervised learning provided better risk stratification for both ACM and MACE compared to quantitative ischemia (Figure). Notably, the high-risk cluster by unsupervised learning had a hazard ratio (HR) of 9.5 (95% confidence interval [CI]: 7.7–11.7) compared to 1.4 (95% CI: 1.1–1.9) for quantitative ischemia >10%. The high-risk cluster had proportionally more women (45% [low-risk], 51% [medium-risk], 57% [high-risk], all p<0.001), higher body mass indices (26.9, 27.4, 29.6, all p<0.001), prevalence of diabetes (17%, 22%, 33%, all p<0.001), and abnormal rest ECGs (30%, 43%, 64%, p<0.001); with lower rates of family history of coronary artery disease (40%, 33%, 24%, p<0.001). Patients in the low-risk cluster were more likely to undergo exercise stress (100%, 38%, 0%, all p<0.001), had lower rest peak systolic blood pressure (130, 131, 140 mmHg, all p<0.001), and higher stress peak systolic blood pressure (164, 150, 131 mmHg, all p<0.001). Patients in the high-risk cluster had higher left ventricular mass (129, 135.45, 143.9 g, all p<0.001) and stress volume (57, 59, 66 ml, all p<0.001). Conclusion Unsupervised learning identified new phenotypic clusters for SPECT MPI patients with visual normal assessments which provided improved risk stratification for ACM and MACE compared to SPECT ischemia. Such individualized risk assessment may allow better targeted management of patients with visually normal perfusion. Funding Acknowledgement Type of funding sources: Public Institution(s). Main funding source(s): Research reported in this publication was supported by the National Heart, Lung, And Blood Institute of the National Institutes of Health under Award Number R01HL089765. The content is solely the responsibility of the authors and does not necessarily represent the official views of the National Institutes of Health.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,002
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,008
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,002
Score d'incertitude au seuil0,011

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0020,008
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,000
Science ouverte0,0000,001
Intégrité de la recherche0,0000,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,011
Tête enseignante GPT0,276
Écart entre enseignants0,265 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations3
Publié2022
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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