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Enregistrement W4405776521 · doi:10.2196/64972

Machine Learning–Based Risk Factor Analysis and Prediction Model Construction for the Occurrence of Chronic Heart Failure: Health Ecologic Study

2024· article· en· W4405776521 sur OpenAlexvenueno aff
Xue Cai, Ruicong Yu, Yueyue Zheng, Guanjie Chen, Hui Sun, Tianyun Gao, Cuirong Xu, Jing Sun

Notice bibliographique

RevueJMIR Medical Informatics · 2024
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueHeart Failure Treatment and Management
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesGovernment of Jiangsu ProvinceJiangsu Commission of Health
Mots-clésPreprintHeart failureRisk factorMedicineComputer scienceArtificial intelligenceInternal medicineWorld Wide Web

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Background Chronic heart failure (CHF) is a serious threat to human health, with high morbidity and mortality rates, imposing a heavy burden on the health care system and society. With the abundance of medical data and the rapid development of machine learning (ML) technologies, new opportunities are provided for in-depth investigation of the mechanisms of CHF and the construction of predictive models. The introduction of health ecology research methodology enables a comprehensive dissection of CHF risk factors from a wider range of environmental, social, and individual factors. This not only helps to identify high-risk groups at an early stage but also provides a scientific basis for the development of precise prevention and intervention strategies. Objective This study aims to use ML to construct a predictive model of the risk of occurrence of CHF and analyze the risk of CHF from a health ecology perspective. Methods This study sourced data from the Jackson Heart Study database. Stringent data preprocessing procedures were implemented, which included meticulous management of missing values and the standardization of data. Principal component analysis and random forest (RF) were used as feature selection techniques. Subsequently, several ML models, namely decision tree, RF, extreme gradient boosting, adaptive boosting (AdaBoost), support vector machine, naive Bayes model, multilayer perceptron, and bootstrap forest, were constructed, and their performance was evaluated. The effectiveness of the models was validated through internal validation using a 10-fold cross-validation approach on the training and validation sets. In addition, the performance metrics of each model, including accuracy, precision, sensitivity, F1-score, and area under the curve (AUC), were compared. After selecting the best model, we used hyperparameter optimization to construct a better model. Results RF-selected features (21 in total) had an average root mean square error of 0.30, outperforming principal component analysis. Synthetic Minority Oversampling Technique and Edited Nearest Neighbors showed better accuracy in data balancing. The AdaBoost model was most effective with an AUC of 0.86, accuracy of 75.30%, precision of 0.86, sensitivity of 0.69, and F1-score of 0.76. Validation on the training and validation sets through 10-fold cross-validation gave an AUC of 0.97, an accuracy of 91.27%, a precision of 0.94, a sensitivity of 0.92, and an F1-score of 0.94. After random search processing, the accuracy and AUC of AdaBoost improved. Its accuracy was 77.68% and its AUC was 0.86. Conclusions This study offered insights into CHF risk prediction. Future research should focus on prospective studies, diverse data, advanced techniques, longitudinal studies, and exploring factor interactions for better CHF prevention and management.

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)0,014
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,025
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: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,014
Score d'incertitude au seuil0,072

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0140,025
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,002
Bibliométrie0,0030,001
Études des sciences et des technologies0,0010,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
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 Opus0,020
Tête enseignante GPT0,325
Écart entre enseignants0,304 · 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

Citations2
Publié2024
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