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Enregistrement W4407872939 · doi:10.2196/68066

Machine Learning Model for Predicting Coronary Heart Disease Risk: Development and Validation Using Insights From a Japanese Population–Based Study

2025· article· en· W4407872939 sur OpenAlexvenueno aff
Thien Vu, Yoshihiro Kokubo, Mai Inoue, Masaki Yamamoto, Attayeb Mohsen, Agustin Martin‐Morales, Takao Inoué, J. Tay, Mari Yoshizaki, Yuki Kuriya, Chisa Matsumoto, Ahmed Arafa, Yoko M. Nakao, Yuka Kato, Masayuki Teramoto, Michihiro Araki

Notice bibliographique

RevueJMIR Cardio · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineHealth Professions
ThématiqueArtificial Intelligence in Healthcare
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésPreprintMedicineComputer scienceWorld Wide Web

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Background: Coronary heart disease (CHD) is a major cause of morbidity and mortality worldwide. Identifying key risk factors is essential for effective risk assessment and prevention. A data-driven approach using machine learning (ML) offers advanced techniques to analyze complex, nonlinear, and high-dimensional datasets, uncovering novel predictors of CHD that go beyond the limitations of traditional models, which rely on predefined variables. Objective: This study aims to evaluate the contribution of various risk factors to CHD, focusing on both established and novel markers using ML techniques. Methods: The study recruited 7672 participants aged 30-84 years from Suita City, Japan, between 1989 and 1999. Over an average of 15 years, participants were monitored for cardiovascular events. A total of 7260 participants and 28 variables were included in the analysis after excluding individuals with missing outcome data and eliminating unnecessary variables. Five ML models-logistic regression, random forest (RF), support vector machine, Extreme Gradient Boosting, and Light Gradient-Boosting Machine-were applied for predicting CHD incidence. Model performance was evaluated using accuracy, sensitivity, specificity, precision, area under the curve, F1-score, calibration curves, observed-to-expected ratios, and decision curve analysis. Additionally, Shapley Additive Explanations (SHAPs) were used to interpret the prediction models and understand the contribution of various risk factors to CHD. Results: Among 7260 participants, 305 (4.2%) were diagnosed with CHD. The RF model demonstrated the highest performance, with an accuracy of 0.73 (95% CI 0.64-0.80), sensitivity of 0.74 (95% CI 0.62-0.84), specificity of 0.72 (95% CI 0.61-0.83), and an area under the curve of 0.73 (95% CI 0.65-0.80). RF also showed excellent calibration, with predicted probabilities closely aligning with observed outcomes, and provided substantial net benefit across a range of risk thresholds, as demonstrated by decision curve analysis. SHAP analysis elucidated key predictors of CHD, including the intima-media thickness (IMT_cMax) of the common carotid artery, blood pressure, lipid profiles (non-high-density lipoprotein cholesterol, high-density lipoprotein cholesterol, and triglycerides), and estimated glomerular filtration rate. Novel risk factors identified as significant contributors to CHD risk included lower calcium levels, elevated white blood cell counts, and body fat percentage. Furthermore, a protective effect was observed in women, suggesting the potential necessity for gender-specific risk assessment strategies in future cardiovascular health evaluations. Conclusions: We developed a model to predict CHD using ML and applied SHAP methods for interpretation. This approach highlights the multifactor nature of CHD risk evaluation, aiming to support health care professionals in identifying risk factors and formulating effective prevention strategies.

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)0,012
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,016
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: Méthodes · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,019
Score d'incertitude au seuil0,063

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0120,016
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0020,001
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 Opus0,137
Tête enseignante GPT0,450
Écart entre enseignants0,314 · 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
GenreMéthodes

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

En bref

Citations22
Publié2025
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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