Cardiovascular disease incidence prediction by machine learning and statistical techniques: a 16-year cohort study from eastern Mediterranean region
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Cardiovascular diseases (CVD) are the predominant cause of early death worldwide. Identification of people with a high risk of being affected by CVD is consequential in CVD prevention. This study adopts Machine Learning (ML) and statistical techniques to develop classification models for predicting the future occurrence of CVD events in a large sample of Iranians. METHODS: We used multiple prediction models and ML techniques with different abilities to analyze the large dataset of 5432 healthy people at the beginning of entrance into the Isfahan Cohort Study (ICS) (1990-2017). Bayesian additive regression trees enhanced with "missingness incorporated in attributes" (BARTm) was run on the dataset with 515 variables (336 variables without and the remaining with up to 90% missing values). In the other used classification algorithms, variables with more than 10% missing values were excluded, and MissForest imputes the missing values of the remaining 49 variables. We used Recursive Feature Elimination (RFE) to select the most contributing variables. Random oversampling technique, recommended cut-point by precision-recall curve, and relevant evaluation metrics were used for handling unbalancing in the binary response variable. RESULTS: This study revealed that age, systolic blood pressure, fasting blood sugar, two-hour postprandial glucose, diabetes mellitus, history of heart disease, history of high blood pressure, and history of diabetes are the most contributing factors for predicting CVD incidence in the future. The main differences between the results of classification algorithms are due to the trade-off between sensitivity and specificity. Quadratic Discriminant Analysis (QDA) algorithm presents the highest accuracy (75.50 ± 0.08) but the minimum sensitivity (49.84 ± 0.25); In contrast, decision trees provide the lowest accuracy (51.95 ± 0.69) but the top sensitivity (82.52 ± 1.22). BARTm.90% resulted in 69.48 ± 0.28 accuracy and 54.00 ± 1.66 sensitivity without any preprocessing step. CONCLUSIONS: This study confirmed that building a prediction model for CVD in each region is valuable for screening and primary prevention strategies in that specific region. Also, results showed that using conventional statistical models alongside ML algorithms makes it possible to take advantage of both techniques. Generally, QDA can accurately predict the future occurrence of CVD events with a fast (inference speed) and stable (confidence values) procedure. The combined ML and statistical algorithm of BARTm provide a flexible approach without any need for technical knowledge about assumptions and preprocessing steps of the prediction procedure.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,004 | 0,005 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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.
score_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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».