应用机器学习算法对重症手足口病的危险因素筛选与预测

来源 :郑州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shenth_1980
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手足口病(hand,foot,and mouth disease,HFMD)为肠道病毒导致的一种儿童好发的出疹性传染病。少数患儿容易进展为重症,出现累及神经系统的各种并发症,如常见的病毒性脑炎,容易导致患儿出现颅内感染、高压进而表现为呕吐、惊厥等。一些患儿甚至进一步发展为危重症,出现外周循环和呼吸系统的衰竭,甚至死亡。因此,建立一个用于预测重症HFMD的模型,用于辅助临床医师对重症患儿的早期识别,从而及早干预,减少严重并发症和不良事件的发生。  目的:  筛选重症HFMD的危险因素,构建其临床预测模型。  方法:  收集2017年9月至2018年6月郑州大学附属儿童医院感染科的HFMD患儿资料。应用SPSS和R软件进行数据分析。通过单因素分析、特征选择等方法筛选重症HFMD的危险因素。从机器学习常见算法中寻找最优算法用于构建机器学习模型,同时以传统logistic模型作为参考,选用多种性能评价指标,比较模型的预测性能。  结果:  共纳入1292例HFMD病例,轻症组为933例,重症组为359例。将数据集分割为70%的训练样本(904例),用于筛选变量和构建预测模型;30%的测试样本(388例),用于评估模型性能。根据变量筛选流程,最终入选25个变量。构建的随机森林模型和logistic模型,其预测正确率分别为:0.84、0.81;敏感度分别为:0.91、0.88;特异度分别为:0.67、0.63;受试者工作特征(receive operating characteristic,ROC)曲线下面积分别为:0.88,95%CI(0.85-0.91)和0.82,95%CI(0.79-0.85)。在多个可视化的性能图形对比中,随机森林模型均优于logistic模型。  结论:  应用机器学习算法能够识别重症HFMD的预测因素,相比于普通logistic模型,机器学习模型具有更高的灵敏度、特异度和预测正确率,对指导临床医师及早识别重症HFMD有一定的参考价值。
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